Determinar el radio / longitud de una IMU en un palo giratorio [cerrado]

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Así que realmente no puedo envolver mi cabeza en torno a este problema. Tengo una unidad de medición inercial (IMU que consta de un acelerómetro y un giroscopio) montada en un palo que puede girar desde una posición fija en el suelo con un motor (ver imagen). Se desconoce la longitud de la palanca y a través de las rotaciones del motor (el motor tiene un codificador para medir el ángulo, la velocidad y la aceleración). Quiero determinar la distancia desde la junta rotacional a la IMU.

Podría hacer un arco suficiente y calcular con el ángulo el radio, pero eso es propenso a errores si tiene una IMU defectuosa debido a la doble integración para obtener la distancia, ¿no?

¿Hay una manera de medir los vectores de gravedad en ciertas posiciones estáticas y calcular un vector radial a través de eso? ¿Ayudaría si también hay una IMU en la parte inferior de la palanca en la junta rotativa?

Muchas gracias por tu ayuda!

    
pregunta Milchmann

2 respuestas

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El problema sería más simple si el brazo girara una cierta distancia sobre el suelo para que pudiera girar continuamente a una velocidad constante.

En ese caso, podría determinar la velocidad de rotación a través del sensor de giro, o al sincronizar la presencia cambiante de la gravedad en la lectura de aceleración.

Luego podrías medir la aceleración centrípeta con tu acelerómetro, y con eso y la velocidad angular calcular el radio.

En teoría, podría hacer un análisis similar incluso cuando la rotación debe comenzar desde un punto muerto y detenerse nuevamente antes de golpear el suelo en el otro lado, ya que su dibujo parece mostrarse. Sin embargo, será más complicado y más sensible. error en la determinación de la velocidad angular instantánea (probablemente ahora desde el giroscopio exclusivamente, a menos que su capacidad mencionada para medir el ángulo se refiera a algún tipo de codificador en el motor en lugar de limitarse a la IMU).

No podrá deducir nada a partir de mediciones estáticas (al menos para cualquier longitud de brazo práctica). Además, el error de sus mediciones probablemente será menor cuanto más rápido pueda rotar, hasta el punto en que la aceleración centrípeta es de rango medio en el acelerómetro; eso es parte de por qué un sistema que podría rotar continuamente sería más fácil de medir que el rango limitado que has dibujado.

    
respondido por el Chris Stratton
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Podría hacer un arco suficiente y calcular con el ángulo el radio, pero eso es propenso a errores si tiene una IMU defectuosa debido a la doble integración para obtener la distancia, ¿no?

Correcto.

  

¿Hay una manera de medir los vectores de gravedad en ciertas posiciones estáticas y calcular un vector radial a través de eso?

No. La medición del vector de aceleración en varias posiciones estáticas le permitirá determinar el paso y el eje de balanceo del sensor en relación con el centro de masa de la tierra en esas posiciones. No le ayudará a determinar la posición del sensor.

  

¿Ayudaría si también hay una IMU en la parte inferior de la barra en la junta rotacional?

Le permitiría calcular algunos errores, pero la doble integral todavía estaría allí.

    
respondido por el jms

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