The system of acquisition and archiving of motion parameters of mobile systems - mathematical methods, digital filters

W ramach pracy przedstawiono metody numeryczne oraz filtry cyfrowe umożliwiające korekcję sygnału pomiarowego uzyskanego podczas badań doświadczalnych parametrów ruchu pojazdu. Wykorzystany moduł pomiarowy nawigacji inercyjnej składa się z trójosiowych akcelerometrów, żyroskopów wykonanych w technologii MEMS oraz magnetometru. Zebrane dane pomiarowe umożliwiły odniesienie ich do punktu w przestrzeni trójwymiarowej, w celu wyznaczenia trajektorii ruchu pojazdu. W artykule przedstawiono metody numeryczne obrotu lokalnego układu współrzędnych do układu globalnego oraz wybrane filtry cyfrowe umożliwiające wygładzanie sygnału pomiarowego w czasie rzeczywistym.The work presents numerical methods and digital filters that enable correction of the measurement signal obtained during experimental tests of vehicle motion parameters. The inertial navigation measuring module used consists of three-axis accelerometers, gyroscopes made in MEMS technology and a magnetometer. The collected measurement data made it possible to refer them to a point in three-dimensional space in order to determine the trajectory of vehicle movement. The article presents numerical methods of rotation of the local coordinate system to the global system and selected digital filters enabling smoothening the measurement signal in real time

The system of acquisition and archiving of motion parameters of mobile systems - an overview of measuring sensors

W ramach pracy przedstawiono układ pomiarowy umożliwiający zbieranie oraz zapis parametrów ruchu pojazdu. Do budowy układu, wykorzystano moduł nawigacji inercyjnej składający się z trójosiowych akcelerometrów oraz żyroskopów wykonanych w technologii MEMS. Wykonano badania oraz opracowano metody obliczeniowe pozwalające na odniesienie zebranych danych, do punktu w przestrzeni trójwymiarowej, w celu wyznaczenia trajektorii ruchu pojazdu. Zbudowany układ pomiarowy wykorzystuje trzy rodzaje czujników: akcelerometr, żyroskop, magnetometr. Każdy z tych czujników pozwala na pomiar wielkości fizycznej, w trzech prostopadłych osiach kartezjańskiego układu współrzędnych. Dodatkowo w pracy wykorzystano moduł nawigacji satelitarnej (GPS), jako odniesienie w skali „makro” (układ współrzędnych związany ze środkiem kuli ziemskiej o promieniu wynoszącym ok. 6371 km) dla modułu nawigacji inercyjnej (INS/IMU), umożliwiającej dokładny pomiar w skali „mikro” (układ współrzędnych związany z punktem początkowym ruchu dla trasy, której długość nie przekracza kilkuset metrów). W artykule przedstawiono przegląd dostępnych czujników pomiarowych ze szczególnym uwzględnieniem parametrów wybranych sensorów oraz błędów wprowadzanych do układu pomiarowego.As part of the work, a measuring system is presented that allows collecting and recording vehicle motion parameters. To build the system, an inertial navigation module was used, consisting of two-axis accelerometers and gyroscopes made in MEMS technology. The tests were carried out and calculation methods were developed to allow the collected data to be referenced, to a point in the three-dimensional space, in order to determine the trajectory of the vehicle's movement. The built-in measuring system uses three types of sensors: accelerometer, gyroscope, magnetometer. Each of these sensors allows the measurement of the physical size in three orthogonal axes of the Cartesian coordinate system. In addition, the work uses a satellite navigation module (GPS), as a reference on the "macro" scale (coordinate system related to the center of the globe with a radius of about 6371 km) for the inertial updating module (INS / IMU), enabling accurate measurement in the "micro" scale (the coordinate system associated with the starting point of the traffic for the route, the length of which does not exceed several hundred meters). The article presents an overview of available measuring sensors with special consideration of the parameters of selected sensors and errors introduced into the measurement system

The system of acquisition and archiving of motion parameters of mobile systems : mathematical methods, digital filters

W ramach pracy przedstawiono metody numeryczne oraz filtry cyfrowe umożliwiające korekcję sygnału pomiarowego uzyskanego podczas badań doświadczalnych parametrów ruchu pojazdu. Wykorzystany moduł pomiarowy nawigacji inercyjnej składa się z trójosiowych akcelerometrów, żyroskopów wykonanych w technologii MEMS oraz magnetometru. Zebrane dane pomiarowe umożliwiły odniesienie ich do punktu w przestrzeni trójwymiarowej, w celu wyznaczenia trajektorii ruchu pojazdu. W artykule przedstawiono metody numeryczne obrotu lokalnego układu współrzędnych do układu globalnego oraz wybrane filtry cyfrowe umożliwiające wygładzanie sygnału pomiarowego w czasie rzeczywistym.The work presents numerical methods and digital filters that enable correction of the measurement signal obtained during experimental tests of vehicle motion parameters. The inertial navigation measuring module used consists of three-axis accelerometers, gyroscopes made in MEMS technology and a magnetometer. The collected measurement data made it possible to refer them to a point in three-dimensional space in order to determine the trajectory of vehicle movement. The article presents numerical methods of rotation of the local coordinate system to the global system and selected digital filters enabling smoothening the measurement signal in real time

The system of acquisition and archiving of motion parameters of mobile systems : an overview of measuring sensors

W ramach pracy przedstawiono układ pomiarowy umożliwiający zbieranie oraz zapis parametrów ruchu pojazdu. Do budowy układu, wykorzystano moduł nawigacji inercyjnej składający się z trójosiowych akcelerometrów oraz żyroskopów wykonanych w technologii MEMS. Wykonano badania oraz opracowano metody obliczeniowe pozwalające na odniesienie zebranych danych, do punktu w przestrzeni trójwymiarowej, w celu wyznaczenia trajektorii ruchu pojazdu. Zbudowany układ pomiarowy wykorzystuje trzy rodzaje czujników: akcelerometr, żyroskop, magnetometr. Każdy z tych czujników pozwala na pomiar wielkości fizycznej, w trzech prostopadłych osiach kartezjańskiego układu współrzędnych. Dodatkowo w pracy wykorzystano moduł nawigacji satelitarnej (GPS), jako odniesienie w skali „makro” (układ współrzędnych związany ze środkiem kuli ziemskiej o promieniu wynoszącym ok. 6371 km) dla modułu nawigacji inercyjnej (INS/IMU), umożliwiającej dokładny pomiar w skali „mikro” (układ współrzędnych związany z punktem początkowym ruchu dla trasy, której długość nie przekracza kilkuset metrów). W artykule przedstawiono przegląd dostępnych czujników pomiarowych ze szczególnym uwzględnieniem parametrów wybranych sensorów oraz błędów wprowadzanych do układu pomiarowego.As part of the work, a measuring system is presented that allows collecting and recording vehicle motion parameters. To build the system, an inertial navigation module was used, consisting of two-axis accelerometers and gyroscopes made in MEMS technology. The tests were carried out and calculation methods were developed to allow the collected data to be referenced, to a point in the three-dimensional space, in order to determine the trajectory of the vehicle's movement. The built-in measuring system uses three types of sensors: accelerometer, gyroscope, magnetometer. Each of these sensors allows the measurement of the physical size in three orthogonal axes of the Cartesian coordinate system. In addition, the work uses a satellite navigation module (GPS), as a reference on the "macro" scale (coordinate system related to the center of the globe with a radius of about 6371 km) for the inertial updating module (INS / IMU), enabling accurate measurement in the "micro" scale (the coordinate system associated with the starting point of the traffic for the route, the length of which does not exceed several hundred meters). The article presents an overview of available measuring sensors with special consideration of the parameters of selected sensors and errors introduced into the measurement system