Midiendo la rotación sobre el eje z (eje de gravedad) dentro de un conducto metálico

Lamentablemente, este puede ser un problema muy difícil de resolver. El problema es que no tiene casi nada que usar como referencia.

No hay campo magnético, ni gravitacional adecuado. Así que las brújulas y los acelerómetros no te ayudarán aquí. Estas son las opciones que se me ocurren:

Giroscopio: puede medir la velocidad a la que el objeto está girando, pero no su orientación absoluta. Al observar la velocidad de rotación todo el tiempo, puede estimar su ángulo por 'estimación de cuentas' (integración). Sin embargo, esto realmente no es preciso durante largos períodos de tiempo porque el giroscopio no es un sensor perfecto. Más tiempo = más error.

Óptica 1: hay una gran cantidad de opciones aquí que pueden ser adecuadas dependiendo de sus circunstancias particulares. En primer lugar, puede usar una cámara para mirar el interior del conducto. Si se presenta lo suficiente, puedes averiguar tu ángulo mirando las características. Si el conducto es perfectamente liso en el interior, entonces quizás pueda hacer brillar un láser por el conducto para ubicarlo en el interior para que el prototipo lo use como referencia.

Óptica 2: si la entrada del conducto aún es visible desde el prototipo, entonces una cámara en el prototipo podría mirar hacia atrás en el conducto y ver la orientación del mundo exterior para orientarse.

Acústica: si tiene acceso a la parte exterior del conducto, tal vez podría tocar varias veces en la parte exterior del conducto, y el prototipo podría obtener un sentido de dirección con un par de micrófonos.

¿Cómo se está bajando el prototipo en el conducto? ¿En un trozo de cuerda? Si es así, entonces adjúntelo a un par de cuerdas. De esa manera no podrá girar por sí misma. Harás la rotación desde la entrada del conducto.

Entonces, básicamente, todas estas opciones implican cierta complejidad. No podrá obtener una señal de dirección analógica simple de un sensor simple. Casi todo lo que puedo pensar tiene que ver con el poder de procesamiento hasta cierto punto.

Si puede dar más detalles de su problema, podemos pensar en mejores soluciones.