Експериментальне порівняння алгоритмів визначення орієнтації на базі компліментарного фільтру та фільтру Маджвіка
В статті розглядаються питання визначення орієнтації об’єктів. Основними джерелами інформації для розрахунку кутів орієнтації слугують мікроелектромеханічні датчики, а саме мікроелектромеханічний гіроскоп (надає данні про кутову швидкість) та мікроелектромеханічний акселерометр (надає данні про грав...
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Odessa National Academy of Food Technologies
2020-11-01
|
| Series: | Автоматизация технологических и бизнес-процессов |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://journals.onaft.edu.ua/index.php/atbp/article/view/1921 |
| _version_ | 1818188888153260032 |
|---|---|
| author | Д.В. Бугайов В.В. Аврутов О.І. Нестеренко |
| author_facet | Д.В. Бугайов В.В. Аврутов О.І. Нестеренко |
| author_sort | Д.В. Бугайов |
| collection | DOAJ |
| description | В статті розглядаються питання визначення орієнтації об’єктів. Основними джерелами інформації для розрахунку кутів орієнтації слугують мікроелектромеханічні датчики, а саме мікроелектромеханічний гіроскоп (надає данні про кутову швидкість) та мікроелектромеханічний акселерометр (надає данні про гравітаційне прискорення в нерухомому режимі, та перевантаження в стані руху). Але застосування мікроелектромеханічних датчиків для визначення орієнтації і параметрів руху саме по собі не можливо без використання спеціалізованих алгоритмів обробки отриманих з них сигналів. Головний недолік полягає саме у “якості” отриманих сигналів, тобто наскільки отриманий сигнал з вимірювачів достовірно відображають рух або нерухомий стан об’єкту. Тому алгоритмами визначення орієнтації які запропоновані в роботі для розгляду було обрано алгоритм Компліментарного фільтру та алгоритм фільтру Маджвіка. Використані вимірювальні датчики (гіроскопи і акселерометри) об’єднані в один вимірювальний модуль який в свою чергу є базою для роботи розробки компанії Inertial Labs – курсовертикалі AHRS-10P. Курсовертикаль AHRS-10P в дослідженні використовується як референтна система, так як вона визначає кути орієнтації об’єкту на якому вона встановлена, за допомогою алгоритму фільтра Калмана і паралельно може видавати сирі данні зняті з акселерометрів і гіроскопів. В результаті дослідження, отримано аналітичні залежності визначеного кута тангажу та кута крену за допомогою алгоритму Компліментарного фільтру та алгоритму фільтру Маджвіка в порівнянні з кутом тангажу та кутом крену отриманими референтною системою AHRS-10P на базі фільтру Калмана. |
| first_indexed | 2024-12-11T23:34:04Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-4ca5dc0356d04cc893772def3ad4ba4d |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2312-3125 2312-931X |
| language | English |
| last_indexed | 2024-12-11T23:34:04Z |
| publishDate | 2020-11-01 |
| publisher | Odessa National Academy of Food Technologies |
| record_format | Article |
| series | Автоматизация технологических и бизнес-процессов |
| spelling | doaj.art-4ca5dc0356d04cc893772def3ad4ba4d2022-12-22T00:45:55ZengOdessa National Academy of Food TechnologiesАвтоматизация технологических и бизнес-процессов2312-31252312-931X2020-11-01123101910.15673/atbp.v12i3.19211921Експериментальне порівняння алгоритмів визначення орієнтації на базі компліментарного фільтру та фільтру МаджвікаД.В. Бугайов0В.В. Аврутов1О.І. Нестеренко2Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна3Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна3Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, УкраїнаВ статті розглядаються питання визначення орієнтації об’єктів. Основними джерелами інформації для розрахунку кутів орієнтації слугують мікроелектромеханічні датчики, а саме мікроелектромеханічний гіроскоп (надає данні про кутову швидкість) та мікроелектромеханічний акселерометр (надає данні про гравітаційне прискорення в нерухомому режимі, та перевантаження в стані руху). Але застосування мікроелектромеханічних датчиків для визначення орієнтації і параметрів руху саме по собі не можливо без використання спеціалізованих алгоритмів обробки отриманих з них сигналів. Головний недолік полягає саме у “якості” отриманих сигналів, тобто наскільки отриманий сигнал з вимірювачів достовірно відображають рух або нерухомий стан об’єкту. Тому алгоритмами визначення орієнтації які запропоновані в роботі для розгляду було обрано алгоритм Компліментарного фільтру та алгоритм фільтру Маджвіка. Використані вимірювальні датчики (гіроскопи і акселерометри) об’єднані в один вимірювальний модуль який в свою чергу є базою для роботи розробки компанії Inertial Labs – курсовертикалі AHRS-10P. Курсовертикаль AHRS-10P в дослідженні використовується як референтна система, так як вона визначає кути орієнтації об’єкту на якому вона встановлена, за допомогою алгоритму фільтра Калмана і паралельно може видавати сирі данні зняті з акселерометрів і гіроскопів. В результаті дослідження, отримано аналітичні залежності визначеного кута тангажу та кута крену за допомогою алгоритму Компліментарного фільтру та алгоритму фільтру Маджвіка в порівнянні з кутом тангажу та кутом крену отриманими референтною системою AHRS-10P на базі фільтру Калмана.https://journals.onaft.edu.ua/index.php/atbp/article/view/1921компліментарний фільтрфільтр маджвікафільтр калманамемс гіроскопмемс акселерометрорієнтація |
| spellingShingle | Д.В. Бугайов В.В. Аврутов О.І. Нестеренко Експериментальне порівняння алгоритмів визначення орієнтації на базі компліментарного фільтру та фільтру Маджвіка Автоматизация технологических и бизнес-процессов компліментарний фільтр фільтр маджвіка фільтр калмана мемс гіроскоп мемс акселерометр орієнтація |
| title | Експериментальне порівняння алгоритмів визначення орієнтації на базі компліментарного фільтру та фільтру Маджвіка |
| title_full | Експериментальне порівняння алгоритмів визначення орієнтації на базі компліментарного фільтру та фільтру Маджвіка |
| title_fullStr | Експериментальне порівняння алгоритмів визначення орієнтації на базі компліментарного фільтру та фільтру Маджвіка |
| title_full_unstemmed | Експериментальне порівняння алгоритмів визначення орієнтації на базі компліментарного фільтру та фільтру Маджвіка |
| title_short | Експериментальне порівняння алгоритмів визначення орієнтації на базі компліментарного фільтру та фільтру Маджвіка |
| title_sort | експериментальне порівняння алгоритмів визначення орієнтації на базі компліментарного фільтру та фільтру маджвіка |
| topic | компліментарний фільтр фільтр маджвіка фільтр калмана мемс гіроскоп мемс акселерометр орієнтація |
| url | https://journals.onaft.edu.ua/index.php/atbp/article/view/1921 |
| work_keys_str_mv | AT dvbugajov eksperimentalʹneporívnânnâalgoritmívviznačennâoríêntacíínabazíkomplímentarnogofílʹtrutafílʹtrumadžvíka AT vvavrutov eksperimentalʹneporívnânnâalgoritmívviznačennâoríêntacíínabazíkomplímentarnogofílʹtrutafílʹtrumadžvíka AT oínesterenko eksperimentalʹneporívnânnâalgoritmívviznačennâoríêntacíínabazíkomplímentarnogofílʹtrutafílʹtrumadžvíka |