Serie inDetail - komplexe Themen verständlich dargestellt

Nick- u. Rollwinkel mit dem Gyroscope bestimmen

Formeln für die Berechnung der Lageposition

Der Gyro gibt eine Winkelgeschwindigkeit aus. Also eine Veränderung um einen Winkel pro Sekunde. Die Erdanziehungskraft hat bei diesem Senor keinen Einfluss. In jeder ruhigen Lage im Raum sind die Messwerte, also die Drehgeschwindigkeiten um die drei Achsen, 0.
Dei Winkeländerung kann man Zeiteinheit um Zeiteinheit zusammenrechnen und kommt so auf den zurückgelegten Gesamtwinkel.
Winkel = Winkel_bisher + Winkeländerung_je Sekunde × Anzahl Sekunden.
So wird das auch bei einem Navi in einem Tunnel gemacht. Mit der so ermittelten Richtungsänderung und der Wegstecke zwischen den Änderungen kann die Route selbst ohne GPS Empfang bestimmt werden. Zuerst wird für jeden Durchlauf die verstrichene Zeit bestimmt:

float dt = (millis() - millisAlt) / 1000.00; // umrechnen auf Sekunden, da gyr.x in °/sec
millisAlt = millis();

Bestimmung des Roll- und Nickwinkels:

gyrRollWinkel = gyrRollWinkel - wX * dt;
gyrNickWinkel = gyrNickWinkel - wY * dt;

Nick- und Rollwinkel mit Hilfe des Gyroskops berechnen

Der Vorteil der Bestimmung des Nick- und Rollwinkels über das Gyroscope ist, dass die Messwerte absolut unempfindlich gegen Rauschen sind. Leider gibt es aber auch einen Nachteil: Da das Gyro nur Änderungen aber keine absoluten Werte messen kann summieren sich kleinste Fehler bei der Änderungsberechnung mit der Zeit zu große Abweichungen. Das Gyro verliert den 0-Punkt. Im rechten Bildabschnitt können wir dieses ab-'driften' sehen.

Gyroscope

Im einzelnen haben wir bisher gesehen, dass ...

Im folgenden Abschnitt werden wir sehen, wie alle Vorteile ohne die jeweiligen Nachteile zusammengefasst werden