Re:

Tonda Rarach,2020-03-31 07:50:59

No jasně, gyroskop sám o sobě nestačí.
Jsou tomu potřeba ještě hodiny, nějaká paměť na uložení dat o změnách stavu a trochu počítání.

Na začátku je kalibrace - stroj stojí.
Pak se stroj začne hýbat, gyro zaznamená směr pohybu, zrychlení a podle času se dopočítá aktuální rychlost. Při neměnné rychlosti (gyro nezaznamenává změnu) se pak podle času pohybu o známé rychlosti dopočítá vzdálenost a tak dále - algoritmus to není až tak složitý, složitější bude odstranění 'šumu' vibrací a rychlost zaznamenávání a počítání změn (jsem laik, teď jsem si vymyslel jak by to mohlo fungovat).

Nakonec by to mohlo celé být 'zadrátované' do čipu s gyroskopem.

Odpovědět

Re:

Vojtěch Kocián,2020-03-31 07:58:36

Technologie vibračních gyroskopů je velmi podobná technologii vibračních akcelerometrů. Obojí jen snímá silové působení. Takže pokud zvládli vylepšit přesnost jednoho, druhé na sebe nenechá dlouho čekat.

Navigace podle vnější zdrojů bude samozřejmě potřeba i dál, ale pokud bude inerciální systém dostatečně přesný, odečítání nebude muset být moc časté.

Odpovědět

Re: gyroskop x akcelerometr

Tomáš Pilař,2020-03-31 09:37:12

V principu není žádný rozdíl mezi gyroskopem a akcelerometrem. Pokud bude mít gyroskop zavěšení mimo svůj střed (=bude se houpat), tak začne fungovat jako akcelerometr.

Odpovědět

Re:

Jiří Kocurek,2020-04-01 00:01:45

Pokud získám hodnoty přetížení v závislosti na čase, tak mi stačí danou křivku zrychlení prohnat integrálem dle času a získám průběh (graf) rychlosti. Ujetá vzdálenost je plocha pod křivkou grafu rychlosti.
Neboli: Je-li známo přetížení a jeho průběh v čase, tak vzdálenost se spočítá jako dvojitý integrál dle času.

A hodiny? Ty jsou přece v každém procesoru. Udržují jeho takt.

Odpovědět

Re: Re:

Petr Nejedlý,2020-04-02 04:23:39

Ach jo,
Tady zase všichni teoreticky integrují, až se hory zelenají.

Problém je, že ta akcelerace nemá přirozenou nulu. Akcelerometr neměří jen jak s ním zrovna škubnu, měří celou dobu i na něj působící gravitační sílu země. Čili tříosý akcelerometr v klidu vydává trojrozměrný vektor, jehož magnituda odpovídá lokálnímu gravitačnímu zrychlení v daném místě. Když s ním pohnu, vektor se nakloní a jeho amplituda změní. Teoreticky dokáži zpětně dopočítat, jaký akcelerační vektor se přidal ke stávajícímu klidovému. Ten pak mohu integrovat.

Jenže integrál má tu nepěknou vlastnost, že přidává "neznámou konstantu". V případě integrálu zrychlení je touto konstantou fyzikálně počáteční rychlost. Čili moje naintegrovaná rychlost je nutně zatížena nějakou chybou, která je, řekněme konstantní (proč není si povíme dále).
Problémem je, že pro určení polohy potřebujeme tuto rychlost (včetně oné chyby) nadále integrovat, díky čemuž chyba polohy v čase roste, a to docela rychle.

Dále, když se pohybujeme, dostáváme se do míst s odlišným gravitačním zrychlením (na letadlo ve výšce 10km působí zhruba o 0.3% nižší gravitační zrychlení) To už se pak ty vektory vskutku odečítají dost špatně = 0.3% chyba zrychlení se snadno naintegruje do mnohem vyšší chyby rychlosti, která pak způsobí, že chyba polohy roste nade všechny meze.

Narozdíl od akcelerace, rotace se integruje mnohem lépe. Kdybych dokázal poznat, že se objekt přestal pohybovat, mohl bych resetovat rychlost (integrál akcelerace), ale to se díky všudypřítomnému gravitačnímu zrychlení dělá dost těžko. Rotace totiž má mnohem přirozenější nulu. Do té míry, že dokážeme relativně snadno rozpoznat a měřit tak pomalou rotaci, jako je rotace země (Focaultovo kyvadlo).
Proto integrační systémy určování polohy bez GPS dokáží velmi přesně udržovat směr, ale pro měření rychlosti používají vnější signál - lepší navigace v autě udrží polohu v tunelu kombinací gyra a tachometru, letecké systémy při výpadku GPS použijí alespoň rychlost vzduchu (kterou mohou kompenzovat posledním známým vektorem větru).

Ale čistý integrál akcelerace je dobrý tak na pokrytí minutového výpadku GPS.

Odpovědět

Re: Re: Re:

Pavel Hudecek,2020-04-03 13:40:47

Jojo, 0 je pěkná mrška, často se s ní při různých měřeních bojuje a běda když se hodnota integruje:-) Ten samej problém je i se stavem baterií. Zadavatel chce levné součástky, jenže těm 0 courá, říká se tomu offset a jeho stabilita. Zařízení změřilo, že právě z baterky žere 22,35 mA. Protože ovšem kvůli GSM modulu musí umět změřit až 2 A, může mít offset až 15 mA a kroky jsou velké 4,407 mA, tzn mezi 22 a 26 nic není. Integrováním po dobu dvou hodin zjistíme, že v baterce ubylo 44,07 mAh. Jenže kvůli offsetu to klidně může bejt 74, nebo 14:-) Jsou i další způsoby měření stavu baterek, ale každý kdo jim rozumí, dobře ví, že hranice mezi měřením a věštěním je u nich taky hodně tenká.

Až zas u nějakého bateriového zařízení nabydete dojmu, že stav baterky měří špatně, vzpomeňte si na článek o gyroskopu:-)

Odpovědět