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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
kalman filter

Kalman Filter

Mechatronik Projekt

Prof. Jürgen Walter

Guillermo Mann

Gabriela Mendes

inhalt

Problemstellung und Aufgabenstellung

  • Kalman Filter
  • Kalman Filter Ablauf
  • Blockschaltbild System Kalman Filter
  • Programmablauf
  • Benutzeroberfläche
  • Messung
  • Gesamtprojekt-Schnittstelle
  • Motor Mixing
  • Weiterentwicklungen
Inhalt
problemstellung und aufgabenstellung

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
kalman filter1

1960 von Rudolf Kalman entwickelt.

  • Zustandsschätzer für dynamische Systeme.
  • Glättung und Filterung von Signale.
  • Iterative Struktur.
  • Einsatz in Echtzeitanwendungen.
Kalman Filter
benutzeroberfl che

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
messung

Messungsmethode

Messung

Zum Messen wurde das folgende Zusatzelement benutzt.

Die Drehungsrichtung wurde gewählt.

motor mixing

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
verbesserungen und weiterentwicklungen

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