Chọn một gia tốc kế cho tính toán giảm

Tôi chưa bao giờ sử dụng gia tốc kế trước đây, nhưng tôi biết rằng chúng đi kèm với I2C, SPI và đầu ra analog. Nếu tôi chọn sử dụng I2c hoặc SPI, thiết bị, tôi có bị tích lũy lỗi do thời gian liên lạc không?

Việc lấy mẫu nhanh tín hiệu tương tự có khả năng giúp tôi có được vị trí suy luận chính xác hơn so với sử dụng I2C không?

Điều này có đúng với

1. Robot di chuyển trong phòng
2. Một robot di chuyển trong địa hình ngoài trời và có khả năng trượt và lăn xuống một con dốc.

Ngoài ra, tôi không có ý thức về Gs. Tôi cố gắng di chuyển tay thật nhanh với điện thoại đang chạy cảm biến andro trong nắm tay và thấy rằng số đọc đã bão hòa ở tốc độ 20m / s ² . Tôi có thể mong đợi gì về robot của mình để trải nghiệm nếu nó bị tấn công bởi một bot di chuyển chất béo khác hoặc bị va chạm bởi một con người đi bộ nhanh?

Việc tăng tần số lấy mẫu của cảm biến không cải thiện độ chính xác hoặc độ chính xác của nó. Đó là một tính năng của cảm biến mà bạn thường không thể thay đổi. Nếu bạn cố gắng ước tính vị trí của mình bằng cách tích hợp gia tốc một mình, bạn chắc chắn sẽ tích lũy lỗi theo thời gian, bởi vì mọi cảm biến đều ồn. Nếu bạn muốn sử dụng gia tốc kế để xác định vị trí hoặc vận tốc, bạn nên kết hợp chúng với một số cảm biến khác thực sự đo vị trí (ngay cả với độ chính xác thấp hơn) hoặc vận tốc. Sau đó, bạn có thể kết hợp các tín hiệu cảm biến khác nhau này với bộ lọc Kalman để có được ước tính hợp lý về nơi bạn ở và tốc độ di chuyển của bạn.

Xem xét lực G, hãy xem xét rằng 1 G là 9,81 m / s ^ 2, có vẻ như rất nhiều đối với tôi, trong bối cảnh robot sở thích nhỏ, ít nhất là cho robot trong nhà. Ngoài trời có thể là một câu chuyện khác nhau, tùy thuộc vào động cơ của bạn mạnh như thế nào. Độ bão hòa ở 20m / s ^ 2 là đủ.

Hãy suy nghĩ về tốc độ vòng điều khiển của bạn. Tốc độ vòng điều khiển nhanh thông thường là 1kHz. Một số robot sử dụng tốc độ nhanh hơn, một số chậm hơn. Thông thường tốc độ vòng điều khiển của bạn cao hơn mức bạn thực sự cần.

Vì vậy, mỗi khung điều khiển kéo dài trong 1000us. Trong khung điều khiển này, bạn cần:

• Lấy mẫu cảm biến của bạn
• Thực hiện các tính toán kiểm soát
• Gửi các đầu ra mới cho các động cơ

Miễn là bạn có thể thoải mái làm tất cả những điều này trong khung thời gian, bạn sẽ không gặp vấn đề gì. Vì vậy, mất bao lâu để đọc gia tốc kế? Nếu đó là thiết bị 3 trục, sử dụng 400kbps I2C, thì có thể mất khoảng 160us để đọc dữ liệu. Điều đó khiến bạn có thể thực hiện tính toán và cập nhật các động cơ. Ngay cả một PIC 8 bit cũng có thể quản lý điều đó.

Về lực lượng G. Trong một tác động, chúng có thể cao đáng ngạc nhiên. Ví dụ, bạn nghĩ sẽ mất bao nhiêu tiền để phá vỡ ổ cứng? Có lẽ là không nhiều. Vâng, một ổ đĩa cứng gần đây tôi đã nói nó được đánh giá cho khả năng tăng tốc tối đa 75G. Vì vậy, mong đợi hai robot va chạm để tạo ra ít nhất một số G. Không thể ước tính chính xác vì nó phụ thuộc rất nhiều vào thiết kế cơ khí của robot. Nếu cả hai đều hoàn toàn rắn chắc như bóng bi da, thì bạn có thể mong đợi gia tốc rất cao. Nếu chúng có một số loại vỏ linh hoạt với chúng, thì điều này sẽ làm giảm khả năng tăng tốc rất nhiều. Nhưng, câu hỏi là, bạn có thực sự cần biết giá trị thực của gia tốc trong một tác động không?

Từ câu hỏi của bạn, tôi cho rằng bạn đang cố gắng để có được vị trí của mình từ gia tốc kế. Có một cái nhìn về các loại lỗibạn đang mong đợi trước đó, và sau đó có thể xem xét lại. Ước tính vị trí có sai số rất lớn, chủ yếu là do sự không chắc chắn trong định hướng. Ứng dụng trong tàu, máy bay, tên lửa v.v ... sử dụng IMU cấp điều hướng chính xác rất đắt tiền. Độ trễ, mà câu hỏi của bạn sôi nổi không phải là vấn đề quá lớn. Liên quan hơn là sự đồng bộ giữa các cảm biến khác của bạn (ví dụ: Gyros). Gia tốc kế thường không được sử dụng để ước tính vị trí (có một số trường hợp nó giúp, nhưng chỉ trong thời gian ngắn), mà là để bù trôi con quay hồi chuyển trong ước tính định hướng. Bạn cũng có thể sử dụng chúng trực tiếp để ước tính định hướng của mình, nhưng sau đó ước tính của bạn bị nhiễu loạn bởi các gia tốc động.