Инструменты пользователя

Инструменты сайта


mag_calibration

Различия

Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.

Ссылка на это сравнение

mag_calibration [2018/03/23 09:44]
zhumaev
mag_calibration [2020/03/25 16:28]
Строка 1: Строка 1:
-**Определение угла по магнитометру** \\  
-В представленном ниже видео спутник OrbiCraft разворачивается Web-камерой в сторону макета Земли. 
-Информацию об ориентации спутник получает по [[:​w_subsys|датчику угловой скорости]] и [[mag_subsys|магнитометру]]. 
-Информация об угле нужна для того чтобы разворачивать спутник в необходимую сторону,​ а информация об угловой скорости 
-необходима для того чтобы стабилизировать спутник,​ т.е. погасить угловое вращение. 
-Управляющий момент создается с помощью двигателя [[wheel_subsys|маховика]]. 
-{{ youtube>​5vUo6r-nvrw?​medium }} 
  
-По умолчанию магнитометр не откалиброван,​ т.е. выдает неточные значения. 
-Уточненные значения можно получить из сырых данных путем калибровки,​ которая заключается в нахождении матрицы преобразования и вектора смещения. 
- 
-<note tip>​Представленная на этой странице методика калибровки магнитометра может использоваться также для квадрокоптеров и других устройств с магнитометрами</​note>​ 
- 
-Сырые данные с магнитометра можно получить выполнив код на языке C, представленный ниже. Во время сбора данных магнитометр необходимо хаотично вращать,​ 
-стараясь повернуть его во все возможные стороны. 
- 
-<code c> 
-#include "​libschsat.h"​ 
- 
-void control(void) 
-{ 
- int i; 
- const int num = 1; /* magnetometer #1 */  ​ 
- printf("​Enable magnetometer #​%d\n",​ num);  ​ 
- magnetometer_turn_on(num);  ​ 
- printf("​Get RAW data from magnetometer #​%d\n",​ num);  ​ 
- for (i = 0; i < 1000; i++) { 
- int16_t x, y, z; 
- if (LSS_OK == magnetometer_request_raw(num,​ &x, &y, &z)) { 
- printf("​%d:​ x=%d y=%d z=%d\n",​ i, x, y, z); 
- } else { 
- puts("​Fail!"​);​ 
- } 
- mSleep(100);​ 
- } 
- printf("​Disable magnetometer #​%d\n",​ num); 
-  magnetometer_turn_off(num);​ 
-} 
-</​code>​ 
- 
-Полученные данные измерений необходимо сохранить в файл с расширением .txt 
-Для этого необходимо нажать <​key>​Ctrl</​key>​+<​key>​a</​key>,​ и затем <​key>​Ctrl</​key>​+<​key>​c</​key>,​ вставить в блокнот и сохранить. 
- 
-{{ :​ru:​saving_magnetometer_data.gif?​direct |}} 
- 
-{{ :​ru:​mag_data_example_orbicraft.rar |Скачать }}пример файла с данными. 
- 
-<note warning>​Кроме данных в файле будут "​лишние"​ строки с отладочной информацией. Эти лишние строки удалять не надо. Программа калибровки автоматически найдет строки с данными и вытащить необходимые значения.</​note>​ 
- 
-<WRAP center round download 80%> 
-Скачать {{ ::​magnetometer_calibration_v06.rar | программу калибровки}} 
-</​WRAP>​ 
- 
-<WRAP center round download 80%> 
-Скачать [[https://​www.anaconda.com/​download/#​windows|Anaconda Navigator]] для запуска программы калибровки 
-</​WRAP>​ 
- 
-<note important>​Необходимо выбрать версию Python не ниже 3.6</​note>​ 
-{{ :​ru:​select_python_3_6_or_higher.png?​nolink&​400 |}} 
- 
-Anaconda является мощной бесплатной интерактивной средой для Jupiter Notebook (iPython). 
-В этом примере нам понадобится установить Anaconda для того чтобы запустить программу калибровки магнитометра. 
-Перед скачиванием программы калибровки можно ознакомиться с ее [[http://​nbviewer.jupyter.org/​gist/​Zaynulla/​dbd9e1a8536090dd5262db9398f86035|содержимым]] 
- 
-**Функция калибровки магнитометра на языке Python для использования в конструкторе** 
-<code python> 
-def mag_calibrated(magx,​magy,​magz):​ 
- # эти 3 строки необходимо заменить на строки из программы калибровки 
- magx_cal = 1.00*magx + 0.00*magy + 0.00*magz + 0.00 
- magy_cal = 0.00*magx + 1.00*magy + 0.00*magz + 0.00 
- magz_cal = 0.00*magx + 0.00*magy + 1.00*magz + 0.00 
- return magx_cal, magy_cal, magz_cal 
-</​code>​ 
-<note important>​ 
-Выше представлены калибровочные коэффициенты идеального магнитометра. Вместо них необходимо использовать коэффициенты,​ которые выдаст программа калибровки. 
-</​note>​ 
- 
-{{ :​ru:​paste_calibration_parameters.gif?​direct |}} 
- 
-По проекциям магнитного поля можно вычислить угол между осью x магнитометра и проекцией магнитного поля на плоскость OXY магнитометра. 
- 
-<code python> 
-import math 
- 
-# Для того чтобы положительное направление угла определялось против часовой стрелки,​ 
-# необходимо перейти из левой системы координат,​ которая изображена на магнитометре,​ 
-# в правую систему координат,​ для этого меняем знак измерения вдоль оси Y "​magy_cal"​ на противоположный 
- 
-magx_cal, magy_cal, magz_cal = mag_calibrated(magx_raw,​magy_raw,​magz_raw) 
-magy_cal = - magy_cal 
-mag_alpha = math.atan2(magy_cal,​ magx_cal)/​math.pi*180 
-</​code>​ 
- 
-Для определения команды управления для маховика важно знать не угол разворота спутника относительно магнитного поля, а угловую ошибку - разницу между текущим углом, и целевым углом alpha_goal 
-По умолчанию угол определяется в диапазоне от -180 до 180 градусов 
-Функция angle_transformation изменяет диапазона измерения угла. Для решения задачи ориентации угол необходимо измерять в диапазоне от (alpha_goal-180) до (alpha_goal+180),​ где alpha_goal - это целевой угол, между осью x магнитометра и проекцией вектора магнитного поля на горизонтальную плоскость. 
- 
-<code python> 
-def angle_transformation(alpha,​ alpha_goal):​ 
- if alpha<​(alpha_goal - 180): 
- alpha = alpha + 360 
- elif alpha>​(alpha_goal +180): 
- alpha = alpha - 360 
- return alpha 
-</​code>​ 
- 
-Полученный угол можно использовать для управления спутником по правилу PD-регулятора. 
-Новая скорость маховика равна текущей скорости маховика + приращение скорости. 
-Приращение скорости пропорционально ошибке по углу и ошибке по угловой скорости. 
-Коэффициенты kp и kd предлагается подобрать самостоятельно. 
- 
-<code python> 
-#mtr_speed - текущая скорость маховика 
-#alpha, omega - текущие угол и угловая скорость спутника 
-#​alpha_goal,​ omega_goal - целевые угол и угловая скорость спутника 
- 
-def motor_new_speed_PD(mtr_speed,​ alpha, alpha_goal, omega, omega_goal):​ 
- mtr_new_speed = int(mtr_speed + kp*(alpha-alpha_goal) + kd*(omega-omega_goal)) 
- return mtr_new_speed 
-</​code>​ 
mag_calibration.txt · Последние изменения: 2020/03/25 16:28 (внешнее изменение)

Инструменты страницы