Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Skrócony czas integracji poprawia dokładność systemów nawigacji - część 2

ghost666 18 Lip 2013 12:15 3882 2
  • Wykorzystanie filtra dolnoprzepustowego do skrócenia czasu integracji

    Tradycyjną metodą zmniejszania błędu odczytu kąta skupia się na zmniejszeniu en, jednakże w dzisiejszych nowoczesnych żyroskopach parametr ten jest już bardzo niski. Na przykład wspominany układ ADXRS810 charakteryzuje się czułością 80 LSB/°/sec, offsetem ±2°/sec i odpornością na wstrząsy rzędu 0.03°/sec/g. Zostawia to bardzo mało miejsca na ewentualne poprawianie jego parametrów. Dodatkowo, istniejące algorytmy kompensacji wartości en są niezmiernie skomplikowane. W porównaniu do innych aplikacji, takich jak na przykład elektroniczna kontrola stabilności, żyroskop w systemie nawigacji zliczeniowej może pracować samodzielnie przez dłuższe okresy czasu na przykład w sytuacji gdy pojazd porusza się przez długi tunel. Dłuższy czas pracy powoduje bardziej znaczącą akumulację błędu pomiaru kąta w systemach nawigacji tego typu.

    Jeśli możliwe byłoby zmniejszenie czasu integracji wyraźnie zmniejszyłaby się wartość sumarycznego błędu odczytu kąta. Gdy żyroskop się nie obraca wyjście wartości kąta jest bardzo małe, ale niezerowe z uwagi na obecność szumu wyjściowego. Układ ADXRS810 charakteryzuje się bardzo niskim poziomem szumu i dużą czułością co ułatwia odfiltrowania szumu poprzez ustawienie odpowiedniego progu. Taka operacja odpowiada filtrowi dolnoprzepustowemu, gdyż częstotliwość szumów jest znacznie wyższa niż częstotliwość odczytu kąta i jej zmiana spowodowana obrotem żyroskopu.

    Poniższy wykres pokazuje jak zachowywać będzie się błąd pomiaru wartości kąta gdy wszystkie próbki poniżej 1°/s zostaną zignorowane podczas całkowania. Pozostałe próbki stanowią zaledwie 16% całego czasu u pomiaru co oznacza efektywne skrócenie czasu integracji. Rezultatem skrócenia czasu integracji jest zmniejszenie błędu odczytu kąta, co pokazuje czerwona linia.

    Skrócony czas integracji poprawia dokładność systemów nawigacji - część 2


    W rzeczywistej aplikacji kierownica pojazdu normalnie ustawiona jest pod kątem zera stopni. Zatem efektywny czas integracji może zostać zmniejszony ignorując ten kąt gdy jest niewielki, tak jak ma się to dla kątów odczytanych z żyroskopu. Poniższy wykres pokazuje dane odczytane z żyroskopu w realnym pojeździe testowym.

    Skrócony czas integracji poprawia dokładność systemów nawigacji - część 2


    Podróż tunelem przez 180 sekund wymaga 180 sekund próbkowania kąta obrotu. Bez filtrowania filtrem dolnoprzepustowym błąd odczytu kąta po całkowaniu przez 180 sekund może narosnąć aż do 4 stopnii, co jest wartością zbyt dużą do poprawnej estymacji położenia pojazdu. Po zaimplementowaniu filtra dolnoprzepustowego o progu ustalonym na 0.5°/sek. efektywny czas integracji zredukuje się do 84 sekund, co daje około 53% spadku czasu integracji. W ten sposób zakumulowany błąd odczytu kąta wyniesie około pół stopnia. Zaprezentowane jest to na poniższym wykresie. Próg dyskryminacji filtra dobrać należy do wymaganych parametrów konkretnej aplikacji.

    Skrócony czas integracji poprawia dokładność systemów nawigacji - część 2

    Źródła:
    http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/47-07/dead_reckoning.html

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9482 postów o ocenie 7503, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2
    xantros
    Poziom 10  
    Integrować można się z kimś ;) Tu chodzi o całkowanie.
  • #3
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    xantros napisał:
    Integrować można się z kimś ;) Tu chodzi o całkowanie.


    Racja ;) zawodowe przyzwyczajenie do slangowej nowomowy gdzie wszystkie acquisition czy integration time nazywa się czasem integracji.