私は、Windows と Android の両方でセンサー フュージョン ツールボックスを実行し、FRDM-FXS-MULT2-B を使用して FRDM-KL25Z (FRDM-K22F も持っていますが、適切なファームウェアが用意されていないようです) に接続しています。方向表示は非常にうまく機能します。しかし、私が本当に知りたいのは、翻訳を表示できるかどうかです。ボードが回転しながら左右または上下に動く様子をどれだけ正確に表示できるかを見てみたいと思います。
ディスプレイに線形加速が利用できることがわかります。並進運動を得るにはそれを統合する必要があるのでしょうか?
ありがとうございます
Scott
スコット、
K22F はツールボックスで確実に機能します。ツールボックスがバイナリを見つけられなかった理由はわかりません。[email protected]までメールをいただければ、.binで返信します必要なもの。これは、KDS でプロジェクトをコンパイルして得られたものと同じになるはずです。
実際のところ、Bluetooth は有線シリアル/USB よりも信頼性が高く動作すると思いますが、適切な Bluetooth ドライバがインストールされており、事前に「デバイスとプリンター」ページでデバイスとペアリングされている必要があります。
Mike
私の弟子は、メカトロニクスの経験があり（そして私よりもずっと最近まで学校に通っていました）、この 2 つを提案してくれました。私の元彼は剛体力学を教える大学教授なので、おそらくそこからも何かアドバイスをもらえると思います。前回、私が彼女にかなり簡単な問題だと思っていたものを出したら、それは学生の修士論文になってしまった。
これまでは FRDM-KL25Z を使用してきましたが、これは FRDM-K22F (意図されたプラットフォームに非常に近い) では動作させることができなかったためです。Kinetis インターフェース ツールでは、使用可能なファームウェア リストに AGM01 - FRDM_K22F が表示されますが、ロードしようとすると「指定されたファームウェア パスにファイルがありません」というメッセージが表示されます。FSFK_K22F プロジェクトをコンパイルして KDS からロードすることはできましたが、詳しく調べていないため、それがセンサ ツールボックスで動作するかどうかはわかりません。
私はこれを Bluetooth 経由で Android デバイスに接続することしかできませんでした (3 つの異なる BT インターフェースを試したにもかかわらず、これはおそらく Windows のせいです)。また、これを Bluetooth 無線で動作するようにハッキングするのは、手間がかかる上に価値がないように思えます。K22F コードを実行できれば、それを大容量ストレージへの書き込みに適応できるかどうかを確認します。最悪の場合…動作する FRDM-KL25Z と大量のダクトテープがあります。
ありがとうございます
Scott
スコット、
融合アルゴリズムは、デバイスの向きを可能な限り正確に推定できるように最適化されています。それができれば、測定された加速度から計算された重力を差し引くのは簡単です。ツールボックスには両方のプロットがあります。センサの読み取り値は「センサ」タブにプロットされ、線形加速度は「ダイナミクス」タブに表示されます。ログ ファイルのポストプロセスに使用できる無料の Matlab クローンが Web 上に多数あります。Scilab と GNU Octive が思い浮かびます。
よろしくお願いいたします。
Mike
すでに Bluetooth 経由で (融合アルゴリズムなしで) いくつかのキャプチャを実行しましたが、おそらくそれを再検討する必要があるでしょう。センサ フュージョン グラフに表示される線形加速度の読み取り値に遠心力の要素が含まれているのか、それともジャイロ データを使用するアルゴリズムによってその要素が除去されているのか教えてください。そのためにはフープの半径を知る必要があるようですが、融合アルゴリズムの基礎となる数学をあまりよく理解していません。
アイソレータと呼ばれる基本的なオフボディムーブでは、フープは垂直で中心は固定され、フープは回転します。単一のジャイロ軸でこれを見事に捉えます。アイソポップは同様の動きですが、回転中のある時点で、フープの中心がフープの平面内でフープの直径 1 つ分直線上を移動し、同じ直線上に戻ります。センサ融合アルゴリズムが定常回転から遠心力の部分をキャンセルできれば、このような動きを捉えるのは簡単そうです。多くの動きには、一定の回転要素と、ある軸での素早い移動と戻りが含まれます。フープの計算された位置がゆっくりとドリフトすることは大きな懸念事項ではなく、フープ ダンサーはとにかく動き回る傾向があります。私が懸念しているのは、ハイポサイクロイド運動です。
動きは次のようになります:ハイポサイクロイド半径に 200、130、130 と入力して開始をクリックすると、私が何を言っているのかがわかります。フープが回転するたびに、センサの動きが複数のポイントで一時的に停止するようです。フラフープの運動に関する学術論文は数多くあるが、それらは酔っ払った数学者が学部の休日パーティーのジョークとして書いたものがほとんどだという気がする。
約 2 年前の初期デザインの時点では、Bosch の部品が唯一の 9 軸センサーでした。フリースケールは1年以内にリリースされると予想していました。あれはキャンセルされたんでしょうか？私の最初のプロトタイプでは、FXOS8700 と Bosch BMG160 を使用しました。ボードのスペースは限られています (幅 < 5/8 インチ、将来のバージョンでは < 1/2 インチ) ので、コンポーネントの数を少なくするようにしています。当社独自の SMT ラインは、一部の小さな DFN または QFN 部品にはほとんど対応しておらず、CM がこれらのボードのほとんどを処理しても、検査と再作業は面倒です。また、フープではボードのたわみを避けるのが難しく、隠れたリード部分が問題になることがあります。それを軽減するために、BMX055 はボードの取り付けポイントから遠い端に配置されています。
MEMS ジャイロと加速度センサの構造に関する妥協点について知っておいてよかったです。既存のセンサーは、フープが使用されていない状態を判定してスリープ状態にしたり、LED に動きに反応するパターンを作成したりするのに十分です。磁力計は、単純なオドメータータイプの測定（ゼロ交差を数えるだけで回転数を数えることができる）が可能なので、保持しておく価値があると思います。また、これはコストにあまり敏感なボードではありません。センサのリテール価格の割合は 2% 未満です。120 MHz の K22F と、最低 32 MB の外部フラッシュを搭載しており、電力予算への影響は最小限です。そこに詰め込めるセンサで、将来役に立つ可能性があるものがあれば、検討する価値があります。コスト効率の良い方法を見つけることができれば、円周全体に静電容量式タッチセンサを配置するでしょう。
センサ フュージョン ツールボックスには変換が表示されないので、変換を表示できる比較的シンプルなシミュレーション フレームワークを提案していただけますか?Simulink はおそらくこのプロジェクトの予算を少し超えています。
ありがとうございます
Scott
スコット、
フラフープ上の静止点の動きが時間の経過とともにどのように見えるかはわかりません。（センサーの観点から）ほぼ一定の加速度がないことを確認するために、フープを何回か回転させて加速度値をグラフ化する必要があると思います。それらはアルゴリズムに大混乱を引き起こす可能性があります。
はい、どのベンダーのセンサでもアルゴリズムをご利用いただけます。ドライバを交換する必要があり、NXP のサポートは (当然ですが) NXP センサの使用に限定されます。NXP には 9 軸センサがありません。このアプリケーションではおそらくマガジンは必要ありません。MMA8652 アクセルと FXAS21002 ジャイロをお勧めします。
あなたが言及したデバイスについては、どちらともコメントできません。統合デバイスでどのようなデザイン上のトレードオフが行われたかに応じて、独立したジャイロを使用すると統合デバイスよりも優れたパフォーマンスが得られる場合があることはわかっています。ジャイロは、MEMS 用の真空空洞を持つことを好みます。ガスは MEMS の質量の動きを弱め、ジャイロの Q 係数 (電力効率を考えてください) を低下させる可能性があるためです。逆に言えば、消費者アクセルは通常は避難されません。過剰減衰応答曲線を実現するには、加速用のガス減衰が望ましい。オプションを評価する際に考慮すべき事項です。
よろしくお願いいたします。
Mike
迅速で有益なご返答をありがとうございます!これ以上ご迷惑をおかけする前に、私がどのようなアプリケーションを使っているかをお話しします。試してみること自体が無謀かどうか、私に教えてください。ボードはフラフープの中にあるため、主にハイポサイクロイド経路に沿って動きます。遠心力は約 6 G になります。直線加速についてはよく分かりませんが、一般的な動きにはさまざまな種類があり、かなり直線的なものもあれば、ほとんどが回転的なものもあります。方向検知によってできることはたくさんありますが、多少のずれがあっても直線移動を計算できれば本当に便利です。フープはフーパーから遠く離れることはないが、色々なことが起こっている
また、このライブラリは他のブランドのセンサでも動作すると思いますか?既存のすべてのデバイスには Bosch BMX055 を使用しています。Freescale が 9 軸センサを開発中だと思っていたのですが、今のところ見つかりません。BMX055 の代替となる Freescale 製品は存在しますか? また、センサ フュージョン ライブラリで動作しますか?
ありがとうございます
Scott
スコット、
K22F 用のビルドは利用可能ですが、KDS のみです。標準ビルドで試してみたい場合は、Sensor Fusion Toolbox からボードをフラッシュすることもできます。
加速度の二重積分は、センサ内のノイズやオフセットも二重積分されてすぐに爆発してしまうことに気づくまでは、素晴らしいように思えます。2 つのうち、ボードマウント後のオフセットがおそらく最も大きな原因です。ツールボックス内のアルゴリズムは、ジャイロのオフセットとドリフトを修正しますが、加速度センサは修正しません。結果が期待外れになることが分かっているため、公開バージョンの Fusion ツールボックスには位置チャートを含めていません。
開発中の次のバージョンでは、信号がカルマン フィルターに送られる前に加速度センサのオフセット/回転を大幅に改善する、加速度センサの 1 回限りのキャリブレーションを実行できるルーチンを組み込む予定です。その時点で、ポジショニング/ナビゲーション支援アプリケーションに適したソリューションが得られます。Mark (主要な開発者であり、Fusion ライブラリの私の相棒) は、Q1 後半に新しいバージョンをリリースする予定だと考えています。製品のタイムラインをより早くする必要がある場合は、 [email protected]までメールをお送りください。オプションについてご相談させていただきます。
よろしくお願いいたします。
Mike