Reaaliaikaisten Kalman- ja Madgwick -suodinten vertailu kolmiulotteisessa tilapaikannuksessa

Abstract

Koura on projektinimi yleiskäyttöiselle stabilointijärjestelmälle. Kouran ensimmäinen prototyyppi toteutettiin Teknologia’13 -messuilla käytyyn Elektroniikkainsinöörien seuran järjestämään Wärkkäyskilpailuun yhdeksi kilpailuprojektiksi.

Stabilointijärjestelmän tarkoitus on vakauttaa kappaletta, ja se on suunniteltu mahdollisimman yleiskäyttöiseksi. Vakautus toimii lukemalla kappaleen asentoa sensoreilla, ja korjaamalla mahdolliset ulkopuolisesta liikkeestä johtuvat kääntymiskulmat moottoreiden liikkeellä. Näin kappale pysyy suorassa, vaikka jokin ulkopuolinen voima yrittäisi kallistaa kappaletta.

Järjestelmä toteutettiin PSoC4 alustalle. Prosessorina toimii ARM Cortex M0. Lisäksi lisättyjä sensoreita ovat MPU6050 IMU, jossa on 3-akselinen gyroskooppi, sekä 3-akselinen kiihtyvyysmittari joita käytettiin kappaleen asennon määrittämiseen. Kappaleen asennon korjaaminen toteutettiin servomoottoreilla.

Koura is the project name for a global stabilization system. The first prototype was created as an entry to the Wärkkäyskilpailu electronics and programming design contest. The con-test was held at the Teknologia’13 electronics faire.

The purpose of the stabilization system is to stabilize any object and is designed to be as global as possible. The stabilization works by reading the position of the object and reacting accordingly to possible outside forces that might rotate the object to an undesired position.

The system was implemented using a PSoC4 evaluation board. The processor is ARM Cortex M0. Additional sensors included MPU6050 gyroscope and an accelerometer as well as an HMC5883l magnetometer that were used to track the objects position. Servo motors were used for the counter movements on the object.