Ideensammlung adaptive Bewegungserkennung/Kalibrierung

[db (Gast)]

Hallo liebe Leute,

ich habe folgendes vor:

Es sollen Bewegungen oder besser Bewegungsänderungen erkannt werden. 
Dafür steht eine IMU mit MEMS Beschleunigungssensor und Gyroskop zur 
Verfügung, die per Mikrocontroller angesprochen werden. Die 
Kommunikation und funktioniert.

Im Prinzip soll nur festgestellt werden, ob sich die Geschwindigkeit 
eines Objektes (zum Beispiel RC Autos, oder RC Hubschrauber) verändert.

Momentan läuft das so, dass ich die kalibrierten Werte des 
Beschleunigungssensors auswerte, indem ich den Betrag bilde und die 
Erdbeschleunigung abziehe und nochmal den Betrag bilde ;)

Eventuelle Änderungen werden durch einen Schwellenwert als Abweichung 
von 0 erkannt.

Eine Ruhelage (keine Geschwindigkeitsveränderung) wird erkannt, wenn die 
Norm von oben über einen definierten Zeitraum (100ms) nicht über den 
Schwellwert rutscht.

Das ist natürlich ein sehr primitiver Ansatz, der Schwellwert muss für 
jeden Einsatzort neu ermittelt werden. Das große Problem sind natürlich 
Rauschen und Vibrationen. Die Rohdaten werden überabgetastet und per 
Tiefpass auf 5Hz bandbegrenzt. Rauschen und hochfrequente Vibrationen 
werden dadurch etwas gedämpft, optimal ist das aber nicht, denn ich 
erhalte natürlich eine Zeitverzögerung, außerdem verändert sich je nach 
Drehzahl oder Fahrzeugtyp die Amplitude und Frequenz.
Natürlich kommt im Mittel auch nicht 0 heraus, sodass ich immer, auch 
wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt, einen Offset messse.

Im Moment ermittle ich offline die Std. Abweichung bei erwarteter 
Vibration (also z.B. bei eingeschaltetem Motor im Leerlauf) und setze 
die Schaltschwelle doppelt so hoch an.

Das möchte ich aber eigentlich nicht offline machen und suche daher nach 
einer Lösung, die online funktioniert. Das große Problem: ich kann nicht 
davon ausgehen, dass sich das System in Ruhe befindet. Es müsste also 
eine Lösung gefunden werden, die z.B. die Varianz bzw Std. Abweichung 
oder den Maximalwert, oder irgendwie die Schwelle online schätzt (vllt 
mit einem adaptiven Filter, RLS oder ähnliches).

Wenn ich aber die Varianz im laufenden Betrieb ermittle, weiß ich 
natürlich nicht, ob ich beschleunige oder nicht. Deswegen wird diese 
viel zu hoch geschätzt. Macht also gar kein Sinn, man beißt sich in den 
Schwanz ;)


Habt ihr Vorschläge, wie ich eventuell den Schwellwert etwas eleganter, 
OHNE vorherige Kalibrierung ermitteln kann?

Vielen Dank!
db

[rava (Gast)]

filtern ist schon das richtige wort
http://probabilistic-robotics.org/

die frag ist, was du im voraus weißt (modellieren kannst) und daher in 
deinen code einbeinden kannst. Ohne Modellannahmen gibt's keinen 
adaptiven Filter ;)

[Bildexperte (Gast)]

Mach das mit einer Kamera. Das ist ein einfachsten. Entweder von aussen 
oder vom Gerät aus.

[Andre R. (ltisystem)]

wie klein soll deine auflösung sein?
damit meine ich den kleinsten festzustellenden änderungswert?

wir machen das hier mit unseren drohnen mittels gps für grobe auflösung 
bzw mittels kamera für kleine auflösungen.

grüße