MotiQ Path construction using IMU measurements

Abstract

This thesis primarily centered on the development of a mobile application utilizing the Qt application framework. It also involved developing software for the Movesense sensor using C++ programming language. The goal was to develop an application that visualizes the data coming from the Movesense sensor. At first, the background of the work and the context of the place where the work was performed were studied. The theoretical part covered AHRS technology, position and acceleration integration, device direction, calibration, and GATT protocol. After priming the theory, the programming phase followed. The practical implementation resulted in an application that enables the visualization of the data sent by the Movesense sensor. The sensor transmits information to the application about its location, orientation, and raw data from the accelerometer, gyroscope, and magnetometer before and after calibration. This made it possible to compare the change in data during calibration. Location information was used to move the object on the screen, while orientation was used to rotate the object. As the project progressed, it was discovered that visualizing real-time movement using only an IMU sensor is challenging and requires a precise sensor and careful calibration. Although the original goal was not fully achieved, a lot was learned about software development for the Movesense sensor and the Qt framework development environment.

Tämä opinnäytetyö keskittyi ensisijaisesti Qt-sovelluskehystä hyödyntävän mobiilisovelluksen kehittämiseen. Se sisälsi myös ohjelmiston kehitystä Movesense-sensorille C++-ohjelmointikielellä. Tavoitteena oli kehittää sovellus, joka visualisoi Movesense-sensorilta saapuvaa dataa. Aluksi tutkittiin työn taustoja sekä työn suorituspaikan kontekstia. Teoreettisessa osuudessa käsiteltiin AHRS-teknologiaa, paikan ja kiihtyvyyden integrointia, laitteen suuntaa, kalibrointia sekä GATT-protokollaa. Teorian pohjustuksen jälkeen siirryttiin ohjelmointivaiheeseen. Käytännön toteutuksessa syntyi sovellus, joka mahdollistaa Movesense-sensorin lähettämän datan visualisoinnin. Sensori välittää sovellukselle tietoa sen sijainnista, orientaatiosta sekä raakaa dataa kiihtyvyysanturilta, gyroskoopilta ja magneettimetriltä ennen ja jälkeen kalibroinnin. Tämän avulla voitiin vertailla datan muutosta kalibroinnin yhteydessä. Sijaintitietoa hyödynnettiin objektin liikuttamisessa näytöllä, kun taas orientaatiota käytettiin objektin kääntämiseen. Projektin edetessä havaittiin, että reaaliaikaisen liikkeen visualisointi pelkän IMU-sensorin avulla on haastavaa ja vaatii tarkan sensorin sekä huolellisen kalibroinnin. Vaikka alkuperäistä tavoitetta ei saavutettu täysin, opittiin paljon ohjelmiston kehittämisestä Movesense-sensorille ja Qt ohjelmisto kehitysympäristöstä.