İvme sensörü ile mesafe ölçümü

[salih18200]

Merhaba arkadaşlar,
Üzerine yerleştirdiğim cismin kat ettiği mesafeyi x-y eksenlerinde ivme sensörü ile nasıl hesaplayabilirim.
Sanırsam bunun için birde gyro sensörüne ihtiyacım olabilir. Bu amaç için üretilmiş özel sensörler varmı?
Mesela sensörü cebime koydum diyelim. Bana ne kadar yürüdüğümü hesaplayacak veya arabaya monte ettim diyelim.
Sistem local navigation system gibi çalışacak...

[Klein]

İvme senörü ile katedilen yolu hesaplamak pratikte pek mümkün değil.
İvme sensörü hızlanmayı gösterir. eğer hızlanma durur hız sabitlenirse ivme sensörü  ilgili eksen için 0 gösterecektir.
ama hızlanma sürekli devam ederse mümkün olabilir. Fakat bu sizin istediğiniz şey değil.
Gyro  sensör (gyroscope değil) ise  bir eksene göre açıyı gösterir. Genelde bu açı yeryüzü ile sensör düzlemi arasındaki açıdır. bunun da sizin işinize yarayacağını pek sanmam.

Belki her iki bacağınıza da ivme sensörü bağlarsanız , ivmelenmeden katedilen mesafe hesaplanabilir. Ama bunun çok zor bir işlem olacağını tahmin ediyorum.

[Tagli]

İvme sensörü hızlanmayı gösterir. eğer hızlanma durur hız sabitlenirse ivme sensörü  ilgili eksen için 0 gösterecektir.

Aslında bu sorun olmaz. İvmenin 0 olması demek hızın sabit olduğu anlamına gelir ve bu sabit hız zamanla çarpılarak gidilen yol bulunabilir, teoride tabi...

Ama evet, pratikte pek mümkün değil. Ayrık integrasyon sırasında ciddi hatalar oluşacak ve bunlar birikecektir. Bunların bir referans ile düzeltilmesi gerekir. IMU ile yönelim açılarının tespitinde de benzer sorun oluyor. Üstelik onda iki değil sadece bir integrasyon var, gyro verilerinden, yani açısal hızdan açısal konum bulunmaya çalışılıyor. Yine de ciddi hatalar oluyor ve ivme ölçerlerden gelen veri ile düzeltilmeleri gerekiyor.

[salih18200]

Ayağıma taktığım ivme sensöründen elde ettiğim dataları matlabda çizdirdim, buradan adımlarımı nasıl bir algoritma ile sayabilirim.
Periyodik gibi duran kısımlarda adım atıyorum düz çizgilerde ise ayakta bekliyorum..

[salih18200]

Yukardaki ham datalara bazı işlemler uyguladığımda elde edilen sonuçlar..
Resimlerdeki bölgeler sırasıyla x-y-z verileridir...

Varyans hesabı


Standart sapma

[salih18200]

[F.T]

hocam güzel çalışma olmuş.fakat şunu anlayamadım.x y z pozisyonlarında nasıl bir hareket yapıyosunuzki veri oluşuyor.yani 3 yönde hareket edip yürümek zor olsa gerek. 

[salih18200]

İvme sensörü ayak bileğime takılı, +X yönünde hareket ettiğimi düşünelim yürümek için mecburen ayağımı kaldırıp (+y), ileri çekiyorum (+x), tekrar ayağımı yere indiriyorum (-y),  birde adım hareketi yaparken azda olsa (z) eksenindede salınımlar oluşuyor. Ayrıca ivme sensörü statik ivmeyide ölçtüğünden bileğimdeki takılı sensörün açısı değiştiğinden ekstra statik ivmeden kaynaklı ivmelenmelerde oluyor.

[salih18200]

Aklıma gelmişken ivme sensöründen elde ettiğimiz verilerden statik ve dinamik ivmeyi ayırabilirmiyiz???

[iyildirim]

Statik ve dinamik veriyi ayırmak için tek başına ivme sensörü yeterli olmaz.

Gyro ile brilikte kullanıp gyro verisi ile ivme sensörünün yerçekimi ivmesine göre pozisyonunu, açısını hesaplayıp, buna göre statik, kuvvetleri hesaplamak, sonrasında da ivme sensöründen okuduklarınız dan bunu çıkartmanız gerekir. 

Bir diğer yol da üç eksenli manyetik alan sensörü kullanmak olabilir. Bu şekilde sensör modülünün dünyanın manyetik alanına olan açısı ve bu açıdaki  statik kuvvetler hesaplanıp, dinamik kuvvetlere erişilebilir.

Eğer sadece adım sayılacak ise kuvvet ayırımı olmadan da yapılabilir sanıyorum. Yok eğer araba ile bir tur atıp, konum bilgisini istiyorsanız, genellikle gördüklerim gyro ile entegre edilmiş şekilde yapılmıştı. Ve arka da koordinat dönüşümleri vs. ile ilgili ciddi bir algoritma  çalışıyor.

Bu tip pro. AHRS lerin performansı da bir saat içerisinde ki hata payları ile ölçülüyor. Ki bu hata payı çok da  düşük değil.

Bu arada kullandığınız sensör nedir?

[salih18200]

Benim amacım sadece adımları saymak. İlk başta aklıma aldığı yolu hesap edebilirsem adım saymaya gerek olmaz diye düşünmüştüm. Ama yukarıda verilen cevaplara göre aldığım yolu hesaplamak  zor gözüküyor. Bende tekrar adım sayma üzerine yoğunlaştım. Yukarıdaki verdiğim grafikte görüldüğü gibi adım hareketlerinden oluşan ivme bilgilerinin tespit edilmesi gerekiyor. Adım hareketinden oluşan ivmelenmelerin belirgin özniteliklerinin çıkartılıp bu özniteliklere göre hareketin adım atmakmı yoksa başka bir hareketmi olduğunu kestirmek lazım. Bunun için grafikteki bilgilere bakılarak bu bilgiler üzerinde ne tür işlemler yapamam gerektiğini çıkarmaya çalışıyorum. Basit bir threshold değeri uygulanabilir. Ancak o zamanda ayağımı gereksiz yere salladım diyelim o zamanda bunu adım olarak değerlendirebilir. Bunun için hem basit, hemde hata oranı düşük olarak adımları sınıflandırabileceğim bir sinyal işleme mekanizmasına ihtiyacım var. Nelere dikkat etmem lazım, nerelere yoğunlaşmalıyım bunlar hakkında yol gösterecek bilgilere ihtiyacım var...

Kullandığım sensörün şu aşamada pek önemi yok. İlk önceliğim algoritmayı geliştirmek. Ama denemelerimi  Texasasın  ez430 Chronos saati ile yapıyorum...

[Maxim]

detay sorsam ?
nerede kullanmak için adım saymak istiyoruz?

hondanın asimo rototu gibi birşeymi yapılacak?
klasik insan adımlarmı sayılacak ? (birkaç dolara satılan lcd ekranlı pedometreler var)
sonrada kat edilen tahmini mesafemi bulunacak ?

g sensörü ile hız bilgisi hesaplanabiliyor ama önce durağan olmak ve sonrasında sürekli ileriye doğru bir hareket olmalı

[F.T]

bu iş tilt sensörleri ile daha basit olmazmı.yada araba alarmlarında kullanılan darbe sensörleri ile.

[salih18200]

Olabilir tabikide hemde daha pratikte olur, denemek lazım gereksinimleri karşılarsa çok güzel olur.

Türkiyede bu ürünlerin çeşitlerini, farklı modellerini temin edebileceğimiz bir yer varmı peki ?

[Nadide7]

Merhaba, bende bu aralar bu konuyla ilgileniyorum. İvme sensörüyle mesafe ölçmek için MatLab programında nasıl bir algoritma kullandınız acaba bilgilendirebilirseniz çok sevinirim.