Niptlox
@Niptlox
Python; Unity

Как использовать фильтр Калмана для гироскопа на arduino?

Я нашел что значения можно обрабатывать с помощью фильтра Кальмана, но не разу не видел чтобы их фильтровали сразу все вместе, а только отдельно x, y, z. Возможно ли их обработать вместе?
  • Вопрос задан
  • 530 просмотров
Решения вопроса 1
Kyodza
@Kyodza
Инженер по лётным испытаниям лёгких самолетов
Меня учили, что фильтр Калмана - это адаптивный фильтр. Адаптация заключается в том, что надо иметь мат.модель процесса, который вы сглаживаете. То есть полученное замеренное значение сравнивается с прогнозом и на основании разницы к нему применяется поправка. Разумеется, что уравнения движения могут содержать и X, и Y, и Z и остальные буквы латинского и русского алфавита.

Например, уравнение движения самолета состоит минимум из 6 диф.ур. А если есть автоматические устройства, которые живут совместной жизнью и самолёт летит в реальной атмосфере, то количество уравнений доходит до 40.

Но ф.Калмана бывают и на одиночный параметр - частотный ф.К. Принимается ширина выборки, скользящей по времени, делается вероятностно-частотный анализ прошлой выборки (от сейчас и назад) и прогноз, какое значение ждать в следующий сэмпл, и далее то же самое - в зависимости от настроек и полученного измерения вырабатывается поправка к измеренному.

Один знакомый математик сказал, что ф.К. это не формула, а метод, реализаций которых можно наизобретать бесчисленное кол-во.

Если не сложно, накидайте ссылок, на какие конкретно задачи, примеры реализаций и цели вы ориентируетесь. Сам интересуюсь этим фильтром давно, со студенчества, но мало, кто толково может объяснить суть, и уж тем более показать готовый алгоритм.

П.С. Есть готовый авиагоризонт WT901B со встроенным ф.К. В последних реализациях его сделали с настраиваемым частотным фильтром, 6 значений частот фильтрации. Мы этот авиагоризонт используем уже очень давно, с 2017 г. Продается на Али, 3000 руб примерно. Выдает весь спектр сигналов по 3 осям - перегрузки - угловые скорости - магнитное поле - пространственные углы. Плюс давление, абсолютная барометрическая высота и температура на плате (=воды в районе Сочи). Рекомендую взять еще и отладочную плату на USB-C, удобно. Общаемся с этим модулем с Mega 2560 R3 по I2C, так удобнее, чем по UART.

П.С.С.: https://habr.com/ru/post/255661/ В приложении к статье готовый код ф. К. и огромный список литературы на эту тему.

Можно применить несколько Ардуин обмениваться между ними данными по I2C. У меня сейчас в работе конструкция, в которой основной контроллер Мега 2560, и две вспомогательных Ардуино Pro Micro. Одна общается с GPS другая измеряет длительность сигнала. Так оказалось проще, чем нагрузить всю работу на одну Мегу.
Ответ написан
Комментировать
Пригласить эксперта
Ответы на вопрос 1
nava2002
@nava2002
Инженер
"Фильтр Кальмана" - АЛГОРИТМ позволяющий сгладить колебания значений в зависимости от предидущих значений какой то функции.
У нас 3 независимые функции. X,Y,Z
Мы должны обрабатывать каждую - НЕЗАВИСИМО.

P.S. Метод отличный главное чтобы Ардуина успевала обработать 3 потока данных. Я бы подумал про ESP32.
Ответ написан
Ваш ответ на вопрос

Войдите, чтобы написать ответ

Войти через центр авторизации
Похожие вопросы