Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lagebestimmung inkl. Richtung


von thetemplar (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
ich versuche gerade einen schiefen Einbau eines µC mit einem 3 Achsen 
Accelerometer durch Drehmatrizen auszugleichen um ihn virtuell perfekt 
ausgerichtet zu bekommen.

Das Thema 'Lagebestimmung' ist ja breit durchgekaut und soweit auch kein 
Problem. Durch die 3 Achsen kann ich genau sagen in welcher Lage sich 
der µC zur Erdoberfläche befindet. Ich habe also die 3 Winkel mit denen 
die Achsen sich von der perfekten Ebene unterscheiden.

Mein Problem ist jetzt, ich kann nicht bestimmen in welche Richtung der 
µC zur Fahrtrichtung gedreht ist, da sich das nicht aus dem 
Erdmagnetfeld ergibt.

Die Hardware ist in einem RC-Car verbaut, daher kann ich das gesamte 
System leicht kippen etc.

Somit kam ich auf die Idee eine zweite Messung zu machen, und zwar nach 
dem ich das RC-Car senkrecht an eine Wand gestellt habe, so dass es nach 
oben fahren würde.

Wenn ich nun Messe, habe ich den Winkel gegenüber der Fahrtrichtung.

Gibt es dafür eine bessere Methode?

Wenn nein, wie gehe ich mit dem 6 Angaben um? Ich stehe jetzt irgendwie 
auf dem Schlauch wie ich weiter verfahren muss.

Gruß

: Verschoben durch User
von thetemplar (Gast)


Lesenswert?

Mit Erdmagnetfeld meine ich natürlich die Gravitation.

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

thetemplar schrieb:
> Mein Problem ist jetzt, ich kann nicht bestimmen in welche Richtung der
> µC zur Fahrtrichtung gedreht ist, da sich das nicht aus dem
> Erdmagnetfeld ergibt.

Genau das ergibt sich wenn überhaupt dann aus dem Erdmagnetfeld.
Aus dem Gravitationsfeld (Accelerometer) bekommst du nur Informationen 
zu Drehungen um die Längs und Querachse, nicht zu Drehungen um die 
Hochachse.
Dazu brauchst du dann z.B. ein Sensor der das Erdmagnetfeld auswertet.

Schliesslich kannst du mit der Wasserwaage auch nicht Norden bestimmen.

Dir ist aber bewusst daß der Accelerometer nur dann was sinnvolles bzgl. 
der Lage des Autos anzeigt, wenn dieses in keine der 3 Achsen 
beschleunigt wird.
Also praktisch nur wenn das Auto still steht.

: Bearbeitet durch User
von Flo (Gast)


Lesenswert?

Hier wäre dann z.B. ein Magnetometer (Kompass) oder Gyrometer (Achtung 
Drift) hilfreich. Wie die Vorredner schon sagten, rein mit dem 
Accelerometer, kann man keine senkrechte Ausrichtung zur 
Gravitationsachse bestimmen.

von thetemplar (Gast)


Lesenswert?

Danke schon ein Mal für die Antworten.

Ich habe keine Möglichkeiten Gyros/Magnetometer hinzuzufügen, alles was 
ich habe ist der eine Accelerometer.

Die Lagebestimmung ist im Stand, mir ist klar dass bei Fahrt das nicht 
möglich ist.

Um die Drehung um die Hochachse herauszufinden will ich ja das Fahrzeug 
senkrecht aufstellen, somit wird es eine Längs/Querachse.

Mir ist nur nicht klar wie ich die Messergebnisse nun verrechne um eine 
vollständige Drehung in die virtuelle perfekte Lage zu kommen.

von PingPong (Gast)


Lesenswert?

So jetzt schau dir das hier an: 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f5/RPY_angles_of_cars.png

Da steht die Nomenklatur für Landfahrzeuge drauf. Kein Mensch versteht 
was du mit deinem Geschreibe meinst.

thetemplar schrieb:
> Mir ist nur nicht klar wie ich die Messergebnisse nun verrechne um eine
> vollständige Drehung in die virtuelle perfekte Lage zu kommen.

Du hast doch einen fest montieren, aber schief montierten 
Beschleunigungssensor oder? Das was der Sensor jetzt misst ist deine 
Nullage. Von der aus kannst du rechnen. Pitch und Roll sind für dich 
interessant.

von thetemplar (Gast)


Lesenswert?

Nicht ganz. Wenn ich Pitch und Roll jetzt als Nullwert nehme, weiß ich 
immer noch nicht ob ich wirklich nach vorne fahre wenn ich fahre oder 
seitwärts driften würde.

Ich will den Yaw berechnen in dem ich das Fzg aufstelle.

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

thetemplar schrieb:
> Nicht ganz. Wenn ich Pitch und Roll jetzt als Nullwert nehme, weiß
> ich
> immer noch nicht ob ich wirklich nach vorne fahre wenn ich fahre oder
> seitwärts driften würde.
Wenn du fährst oder driftest misst du es Mist

> Ich will den Yaw berechnen in dem ich das Fzg aufstelle.
Das geht nicht siehe Wasserwaage und Nordrichtung

von thetemplar (Gast)


Lesenswert?

Wieso messe ich dann Mist?

Ich kalibriere vor dem Fahren, 1x waagrecht und 1x senkrecht.
Daraus berechne ich mir meine 3 Drehmatrizen und rechne den 
Beschleunigungsmesser so, dass die Achsen perfekt zum Fahrzeug passen.

Sagen wir z.B. mal der µC ist flach im Fzg-Boden verbaut, aber um 45° 
nach rechts gedreht.
Dann bekomme ich bei der ersten Messung raus, dass ich keine Fehlwinkel 
habe und wenn ich das Fzg. aufstelle bekomme ich 45° für den 
Yaw-Winkel/die Hochachse.

Wenn ich das nun übernehme und perfekt gerade aus losfahre, sagen mir 
meine Roh-Werte, dass ich 45° zur Seite fahren würde, aber durch die 
Korrektur durch die Matrizen sehe ich, dass ich so fahre wie ich in der 
Realität fahre, genau geradeaus.

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

thetemplar schrieb:
> Wieso messe ich dann Mist?

Weil ein Beschleunigungsmesser nun mal Beshcleunigungen misst. Sagt doch 
schon der Name.

Wenn du fährst, hast du immer irgendwelche Beschleunigungen, so exakt 
kannst du gar nicht gleichmässig fahren.
Ein Beschleunigungssensor kann aber nicht zwischen der Erdbeschleunigung 
und dem auftretenden Beschleunigungen durch die Fahrweise unterscheiden. 
Beschleunigung ist Beschleunigung.

Häng einfach mal ein Fadenpendel in dein Auto wenn du fährst und zeichne 
dessen Bewegungen mit einer Kamera auf (damit du nicht vom Fahren 
abgelenkt wirst). Das, was dieses Pendel macht, das entspricht den 
Messwerten, die du vom Sensor kriegst.

von thetemplar (Gast)


Lesenswert?

Deshalb will ich ja auch nicht beim Fahren kalibrieren, das wäre ja auch 
unsinnig.
Ich kalibriere im Stehen um daraus die Drehmatrizen zu entwickeln.

von thetemplar (Gast)


Lesenswert?

..zu schnell Absenden gedrückt:

Mit diesen Drehmatrizen kann ich dann die Z-Achse ignorieren um die 
Fahrtrichtung auf der x-y Ebene zu bestimmen.

Mache ich das nicht bekomme ich eine Richtung irgendwo hin, nur nicht so 
wie ich fahre.

von Udo S. (urschmitt)


Lesenswert?

Sorry ich kapiere nicht was du jetzt willst, vieleicht jemand anderes...

Was soll eigentlich am Ende herauskommen?

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.