Buenas, Lo que intento realizar es medir desplazamiento de un UAV por medio de acelerómetros, tengo la opción de hacerlo con GPS, pero intento independizarme de datos externos, ya que solo quiero medir desplazamiento(no posición).
Las consideraciones que estoy tomando es que el vuelo sea de aproximadamente 3 minutos, con aceleraciones de hasta 2g. El error acumulativo debido a la integración, sensado, calculo, etc. Deben ser para esos 3 minutos como máximo +-200 metros, si fuera menos mucho mejor.
Debido a la falta de instrumentos para acelerar y probar que los cálculos son correctos, recurro a ustedes, ya que estoy suponiendo comportamientos los cuales no se si son correctos.
Tengo un acelerómetro de 3 ejes, el MPU-9150, tiene más características pero me centro en el acelerómetro.
Ojo: En siguiente análisis es eliminando el efecto de la aceleración debido a la fuerza de gravedad.
En la siguiente imagen, Descompongo el sensor en los acelerómetros de cada eje para entenderlo mejor:
Aunque el dibujo no es perfecto, los 3 son perpendiculares entre si. Además la nariz del UAV esta en dirección del eje X.
Donde Xt, Yt,Zt es el eje de la tierra y Xc, Yc, Zc son los ejes del cuerpo
Primero de forma IDEAL si el UAV se dirige de forma horizontal(eje x), fácilmente adquiero la aceleración en el eje X, integro 2 veces y obtengo el desplazamiento, en este caso recorrido=desplazamiento, ya que no realiza ningún movimiento en cabeceo ni guiñada.
Pero cuando el UAV realiza maniobras de guiñada o cabeceo es cuando se me complica, para obtener el desplazamiento en el eje de la tierra, tengo que transformar las aceleraciones del eje del cuerpo al eje de la tierra, para ello utilizo la matriz de rotación para los 3 ejes.
Ya tengo los ángulos de cabeceo, banqueo y guiñada, el problema es hallar las aceleraciones respecto al cuerpo, ademas estas aceleraciones respecto al cuerpo me sirven para otro sistema de táctica de guiado, por eso la importancia de hallarlos.
Debido a que por ejemplo la aceleración del eje X también depende de la aceleración en el eje Z(debido a la matriz de rotación), un error grande en la lectura de la aceleración en el eje Z, involucraría error en el resultado. calculando la aceleración en el eje X, considerando banqueo y guiñada cero:
Pero como nada es perfecto , imagínense que he puesto el sensor con un angulo de desviación lamda(el de morado) respecto al eje de translación.
Entonces también el acelerómetro del eje Z estará desviado un angulo lamba.
Y la pregunta es:
Como afecta esta aceleración al acelerómetro de eje Z, el acelerómetro del eje Z me dará la misma aceleración que está censando el eje X?, me dá una aceleración muy despreciable?
Tengo mucha duda en eso, ya que al hacer pruebas acelerándolo en el eje X y dándole diversos ángulos, me daba aprox los mismos valores de aceleración(como dije la aceleración lo hice de forma manual con empujones).Por lo tanto con esa desviación de angulo la aceleración del eje Z me dará el mismo valor que la aceleración del eje X, lo cual sería un gran error en el calculo.
Espero me hayan entendido y puedan ayudarme.
Gracias.
