Научен доклад ID 2290 : 2022/3

Определяне ориентацията на обект в пространството е задача, която се поставя в много области от човешкият живот –въздушния транспорт, управлението на дронове, военната техника, роботиката, компютърните игри, позиционирането в затворени помещения и други.

В статията е предложен модел на филтър на Калман за определяне ориентация на обект на базата на инерциални сензори и магнитометър. Определени са променливите на състоянието и са избрани параметрите за наблюдение. За получаване на необходимите параметри за филтъра е използван инерциалния измервателен модул за абсолютна ориентация BNO055 на фирмата Bosch. Използвана е възможността предоставена от модула, да се отдели гравитационната компонента на измереното ускорение от акселерометъра. Това дава възможност за по-точно изчисляване на ъглите за ориентация и при динамични въздействия върху обекта. За определяне на ъгъла на завъртане около ос, която е успоредна на земното ускорение е използван магнитометъра от модула. От BNO055 директно се получават кватерниони, които са използвани, като променливи на състоянието, за предсказване на бъдещо състояние на модела. Филтърът е реализиран в програмната среда Матлаб. За точно задаване ориентация на обект в лабораторни условия и за целите на тестване на филтъра е разработен уред за задаване на наклон спрямо изходно вертикално положение. Реализирана е измервателна система с BNO055 и са получени експериментални резултати за ориентацията на обект с предложения филтър на Калман.