Układ inercyjny do pomiaru orientacji obiektów

• Autorzy: Jaskot K. , Babiarz A.

Warianty tytułu

EN

The inertial measurement unit for detection of position

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia założenia i konstrukcję układu do pomiaru orientacji obiektów. Układy tego typu składają się z akcelerometrów, żyroskopów oraz magnetometrów. Informacje pomiarową stanowią kąty obrotu wokół poszczególnych osi układu trójwymiarowego XYZ. Wyniki pomiarów są obarczone błędami wynikającymi ze sposobu pomiaru oraz wpływu różnego rodzaju zakłóceń, głównie pola magnetycznego Ziemi. W celu otrzymania wiarygodnych pomiarów i informacji o orientacji obiektu zastosowano filtry cyfrowe.

EN

The assumptions and design of inertial measurement unit is presented. The IMU measures angles of rotation. The information is imprecise due to drift and geomagnetic field. For this reason the digital filter concept is presented and implemented. Complete calibration and alignment methods are described.

Słowa kluczowe

PL

inercyjny układ pomiarowy; akcelerometry; magnetometry; żyroskopy

EN

inertial measurement unit; accelerometer; magnetometer; gyroscope

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 11a
• Strony: 323--333
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jaskot K.

autor

Babiarz A.

• Politechnika Śląska, Instytut Automatyki, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1] Syed, Z.F.; Aggarwal, P.; Xiaoji Niu; El-Sheimy, N.; Civilian Vehicle Navigation: Required Alignment of the Inertial Sensors for Acceptable Navigation Accuracies, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 57 (2008), n.6, 3402 –3412
• [2] AlarmyZgier z. Czujnik położenia - holowania. http://alarmyzgierz.pl/8,czujnik-polozenia-holowania.html
• [3] SMALL TIMES. Gyros to go: Sensors will keep moving for military, auto. http://www.smalltimes.com/articles/article_display.cfm?Section =ARCHI&C=Educa&ARTICLE_ID=269303&p=109
• [4] Guangyi Shi; Cheung Shing Chan; Wen Jung Li ; Kwok-Sui Leung; Yuexian Zou; Yufeng Jin; Mobile Human Airbag System for Fall Protection Using MEMS Sensors and Embedded SVM Classifier, IEEE Sensors Journal, 9 (2009), n.5, 495 – 503
• [5] EE Times Asia. Nintendo adopts adi’s imems sensor for new controller. http://www.eetasia.com/ART_8800417452_48050_NT_b004d1 bb.HTM
• [6] SPG Media Limited. Rq-4a/b global hawk highlt itude, long-endurance, unmanned reconnaissance aircraft, usa. http://www.airforcetechnology. com/projects/global/
• [7] Kearfott A Subsidiary of Astronautics Corporation of America Corporation. Approaching a century o f innovat ion. http://www.kearfott.com/
• [8] Kearfott A Subsidiary of Astronautics Corporation of America Corporation. Kn-4074. http://www.kearfott.com/images/stories/pdf/DATASHEETS_KG N_NJ/ AIR/kn-4074_improved_ins-gps_20.pdf
• [9] Christensen R., Fogh N., Hansen R.H., i i n ., Modelling and Control of a Biped Robot, Technical Report, AALBORG University, 2007
• [10] Christensen J., Nielsen J.L., Svendsen M.S., i in ., Development, Modelling And Control of a Humanoid Robot, Master’s thesis, AALBORG University, 2007
• [11] Corpuz F.J.O., Lafoteza B.C.Y., Broas R.A.L, i in.: Design and Implementation of a Closed-Loop Static Balance System for the YICAL Leg 2 Biped. TENCON 2009 - 2009 IEEE Region 10 Conference, 2009
• [12] Ferreira, J.P.; Crisostomo, M.M.; Coimbra, A.P. ; SVR Versus Neural-Fuzzy Network Controllers for the Sagittal Balance of a Biped Robot, IEEE Transactions on Neural Networks, 20 (2009) , n.12, 1885 - 1897
• [13] Taehee Lee; Joongyou Shin; Dongil Cho; Position estimation for mobile robot using in-plane 3-axis IMU and active beacon, IEEE International Symposium on Industrial Electronics, ISIE 2009, 1956 – 1961
• [14] Luinge H.J., Veltink P.H.: Inclination measurement of human movement using a 3-d accelerometer with autocalibration. IEEE Transactions on neural systems and rehabilitation engineering, 12 (2004), n.1, 112-121
• [15] Inc MicroStrain. http : //www.microstrain.com/
• [16] Sahawneh, L.; Jarrah, M.A.; Development and calibration of low cost MEMS IMU for UAV applications, 5th International Symposium on Mechatronics and Its Applications, ISMA 2008, 1 – 9
• [17] Vinande, E.; Axelrad, P.; Akos, D.; Mounting-Angle Estimation for Personal Navigation Devices, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 59 (2010), n.3, 1129 - 1138
• [18] Sinpyo Hong; Man Hyung Lee; Ho-Hwan Chun; Sun-Hong Kwon; Speyer, J.L.; Observability of error States in GPS/INS integration, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 54 (2005), n.2, 731 – 743
• [19] Microchip. Dspic 30f6012a data sheet. 30F6012A.pdf, 2008
• [20] Analog Device. Adxrs300.pdf
• [21] Sun Microsystems. http://www.sun.com/
• [22] Z. Ogonowski J.Klamka. Metody numeryczne. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej,Gliwice, 2004
• [23] Mirzaei, F.M.; Roumeliotis, S.I.; A Kalman Filter- Based Algorithm for IMU-Camera Calibration: Observability Analysis and Performance Evaluation, IEEE Transactions on Robotics, 24 (2008), n.5, 1143 – 1156
• [24] Won, S.-H.P.; Golnaraghi, F.; Melek, W.W.; A Fastening Tool Tracking System Using an IMU and a Position Sensor With Kalman Filters and a Fuzzy Expert System, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56 (2009), n.5, 1782 – 1792
• [25] Won, S.-h.P.; Melek, W.W.; Golnaraghi, F.; A Kalman/Particle Filter-Based Position and Orientation Estimation Method Using a Position Sensor/Inertial Measurement Unit Hybrid System, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 57 (2010), n.5, 1787 – 1798
• [26] The MathWorks. http://www.mathworks.com/
• [27] Ronald W. Schafner Alan V. Oppenheim. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 1979
• [28] David Jurman, Marko Jankovec, Roman Kamnik, Marko Topi c Calibration and data fusion solution for the miniature attitude and heading reference system, Sensors and Actuators A: Physical, 138 (2007), n.2, 411-420
• [29] PNI Corporation. Pniasic datasheet.pdf
• [30] Tsung-Lin Chen; Design and Analysis of a Fault-Tolerant Coplanar Gyro-Free Inertial Measurement Unit, Journal of Microelectromechanical Systems, 17 (2008), n.1, 201 - 212
• [31] Parsa, K.; Lasky, T.A.; Ravani, B.; Design and Implementation of a Mechatronic, All-Accelerometer Inertial Measurement Unit, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 12 (2007), n.6, 640 – 650
• [32] Mohr, B.B.; Fitzpatrick, D.L.; Micro air vehicle navigation system, IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 23 (2008), n.4, 19 – 24