Основная идея: использовать новейшие современные дешевые 3D MEMS сенсоры со сдвигом в 30 градусов.
Для примера рассмотрим одну ось Х. Расположим две других со поворотом в 30 градусов друг от друга. Тогда координата точки А на оси Х:
- A = A' * cos(30) = A" * cos(60)
Покажем как поворот по трем осям будет выглядеть для 3D датчиков
Используя 3 таких сенсора мы сможем компенсировать дрейф нуля и выявить отказ одного из сенсоров. Очень хорошая статья про такую систему на хабре . Для максимального охвата информации о движении, мы сделали универсальную плату сенсоров - 9d-sensors , которая содержит 3D компас, 3D акселерометр, 3D гироскоп. Скомбинировав три таких платы под разными углами мы получим полную информацию по движению в 27D пространстве. Для фильтрации и преобразования в нормальные 3D координаты используем процессор ARM Cortex M3. Итоговые координаты будут передаваться в модуль автопилота для принятия решения.
БИНС будет состоять из следующих модулей:
- Процессорный модуль - 1 шт.
- Сенсорный модуль - 3 шт.
- Базовый модуль - 1 шт.
Процессорный модуль¶
Универсальный процессорный модуль на базе процессора ARM Cortex M3. Осуществляет прием данных с сенсорных модулей и производит их математическую обработку. Результат обработки передается наружу в автопилот. Отладочная информация передается в базовый модуль где есть разъемы дл подключения UART и microSD. Этот же модуль потом будет использоваться в автопилоте.
Сенсорный модуль¶
Содержит в себе 3D компас, 3D акселерометр, 3D гироскоп и отдает данные по шине I2C. http://www.oshec.org/projects/9d-sensor/wiki/Wiki . Запущено чтение данных со всех датчиков в режиме постоянного опроса.
Базовый модуль¶
Является объединяющей конструкцией для процессорного и сенсорных модулей. Все они устанавливаются на него. Содержит согласующие и развязывающие схемы, MEMS датчик давления. Визуальные светодиодные индикаторы, кнопки. Разъем подключения для отладки через UART и разъем microSD для сохранения автономных логов.
Roadmap:¶
- 31 декабря - готов модуль сенсоров. Rev.A платы готов и на тестах, есть полный комплект деталей для одного БИНС. Готов, 25 декабря.
- 1 апреля - готов процессорный модуль. На альфа версию платы процессор в TQFP, есть сэмплы процессора в TQFP от TI и devkit. Финальная версия модуль - процессор, память и пр. в BGA. Плата 4 слоя.
- 1 мая - готов базовый модуль. Есть разъемы microSD, MEMS датчик давления.
- 1 июня - готов БИНС
Проект является полностью OpenSource и OpenHardware. Вся информация по проекту постепенно публикуется на нашем сайте.