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IMUセンサーを活用した位置推定
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Tsuyoshi Horigome
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IMUセンサーを活用した位置推定
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ハードウェアの構成 ソフトウェアの構成 3軸加速度 3軸ジャイロ 3軸コンパス IMUセンサー ICM-20948 MCU RAW Data を取得する microSD カード 電源回路 MCU電源 IMU電源 MicroSD電源 Li-Po電池 3.7[V] 400m[Ah] 直列2セル GNU Octave ・位置推定の アルゴリズム を実装 ・ノイズ除去を 実現 3次元にて X,Y,Z軸で 位置推定を 表示 IMU
センサーを活用した位置推定 IMU センサーを活用した位置推定 ものづく り事例 IMU センサーを活用した小型携帯回路基板を製作し、GPS を採用 出来ない制約環境にて、位置推定を実現致しました。 慣性測定データを IMU センサー (ICM-20948) 経由で MCU で処理し、microSD カードに格納します。電源は、Li-Po 電池を 直列 2 セルにて電源供給し、電源回路を経由して、それぞれのデバイスに電源供給されます。RAW データは、ソフトウェア 処理され、位置推定の軌跡座標を描画します。MATLAB でも対応致します。 特 徴 ●GPS が採用できない制約環境下の場合、IMU センサーの活用で位置推定を 実現しています。 ●回路基板に供給される二次電池の容量考察を SPICE シミュレーションで検証 しています。 ●位置推定のアルゴリズムをノ イズ除去も含め、GNU Octaveで実現しました。 回路設計事例 マイクロコントローラによる電源回路 モーター制御回路 センシング回路 環境発電回路 降圧チョッパ回路 フライバック回路 プッシュプル回路 ZETA 回路 電流共振回路 アクティブクランプ回路 マルチフェーズ回路 疑似共振回路 二次電池アプリケーション回路 インバータ回路 FCC 回路 昇圧チョッパ回路 フルブリッジ回路 CUK 回路 絶縁 CUK 回路 E 級共振回路 位相シフト回路 三相フルブリッジインバータ回路 PFC 回路 LED ドライブ回路 メガソーラーシステム回路 RCC 回路 昇降圧チョッパ回路 ハーフブリッジ回路 SEPIC 回路 電圧共振回路 複共振回路 同期整流回路 ・IMU センシングデータ取得 ・センシングデータのスケール化 ・スケール化したデータを実単位にする ・角速度を数値積分して、姿勢角 (4 元数 ) を算出する ・姿勢を使って、加速度ベクトルを座標変換する ・ダウンサンプリングにより、データ点を減らす ・姿勢誤差を減らす為にフィルタリングを行う 加速度の数値積分による位置推定 ( 座標データの取得 )
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