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Kalman Filter

Kalman Filter. Mechatronik Projekt Prof. Jürgen Walter Guillermo Mann Gabriela Mendes. Problemstellung und Aufgabenstellung Kalman Filter Kalman Filter Ablauf Blockschaltbild System Kalman Filter Programmablauf Benutzeroberfläche Messung Gesamtprojekt-Schnittstelle Motor Mixing

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Presentation Transcript

  1. Kalman Filter Mechatronik Projekt Prof. Jürgen Walter Guillermo Mann Gabriela Mendes

  2. Problemstellung und Aufgabenstellung • Kalman Filter • Kalman Filter Ablauf • Blockschaltbild System Kalman Filter • Programmablauf • Benutzeroberfläche • Messung • Gesamtprojekt-Schnittstelle • Motor Mixing • Weiterentwicklungen Inhalt

  3. Software für das STM32F4-Discovery Board • Daten eines Beschleunigungsensors und eines Gyroskop • Winkel verarbeiten • Winkeldaten werden an die Regelung weitergegeben • Im Rahmen des Flugprojekt E-volo: Problemstellung und Aufgabenstellung

  4. 1960 von Rudolf Kalman entwickelt. • Zustandsschätzer für dynamische Systeme. • Glättung und Filterung von Signale. • Iterative Struktur. • Einsatz in Echtzeitanwendungen. Kalman Filter

  5. Kalman Filter Ablauf

  6. Blockschaltbild System Kalman Filter

  7. Programm Ablauf

  8. 1. Serial Kommunikation Einstellungen • 2. Roh Daten von Beschleunigungssensor und Gyroskop. 16 Bits Auflösung • 3. Pitch- und Rollwinkel Darstellung. Die Winkel werden nur mit Beschleunigungssensor gerechnet. Maßeinheit Grad. • 4. Pitch- und Rollwinkel Darstellung. Die Winkel werden mit dem Kalman Filter gerechnet. Maßeinheit Grad. • 5. Pitch- und Rollwinkel Darstellung. Die Winkel werden mit Integration (nach Euler) vom Gyroskop Daten gerechnet. Maßeinheit Grad. Benutzeroberfläche

  9. Benutzeroberfläche

  10. Messungsmethode Messung Zum Messen wurde das folgende Zusatzelement benutzt. Die Drehungsrichtung wurde gewählt.

  11. Pitch Messung

  12. Roll Messung

  13. Gesamtprojekt-Schnittstelle

  14. M1=M2=M3=M4=M5=M6=Konstant (ca. 30%) M18=M7=0.5*Uoben M13=M12=0.5*Uunter M9=M10=0.5*Urechts M16=M15=0.5*Ulinks M17=0.5*(Ulinks+Uoben) M8=0.5*(Urechts+Uoben) M11=0.5*(Urechts+Uunten) M14=0.5*(Ulinks+Uunten) Motor Mixing

  15. Kalman Filter – Vorschlägen • Verschiedene strukturen vom Kalman Filter ausprobieren. Andere Zustandvektoren ausprobieren. • Das Kalman Filter erweiteren. Das Magnetometer einsetzen und der Yawwinkel zu rechnen. • Eine bessere Abstimmung von Kalman-Filter Parameter Q1,Q2,Q3,r1,r2. • Durchschnitt für Ausgabe Kalman Filter • Roll- und Pitchwinkel– Vorschlägen • Die Roll- und Pitchwinkel mit Quaternions berechnen. Verbesserungen und Weiterentwicklungen

  16. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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