Magnetometer based high operating range angular rate measurement system

Abstract

Özetçe-Bu bildiride, düşük kalite MEMS dönüölçer ve dijital manyetometre kullanılarak yüksek açısal hızların ölçülmesi için bir sistem sunulmuştur. Önerilen bu sistemde kalibre edilmiş manyetometre ölçümleri kullanılarak hesaplanan açısal hızlar, düşük kalite MEMS dönüölçerin çıktılarıyla birleştirilmiştir. Bu veri birleştirme işlemi için Uyarlamalı Kalman süzgeci kullanılmıştır. Önerilen bu sistem piyasada bulunan uygun bir manyetometre ve dönüölçer kullanılarak gerçekleştirilmiş ve test edilmiştir. Bu sistemin test çıktıları ile yüksek kalite bir dönüölçeri çıktıları sistemin doğrulanması amacıyla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar önerilen sistemin düşük örnekleme hızlı ve düşük bant genişliği gerektiren kontrol ve algılama uygulamaları için uygun olduğunu göstermiştir. Anahtar Kelimeler -açısal hız, manyetometre, MEMS dönüölçer, Uyarlamalı Kalman SüzgeciAbstract-In this paper, a new system is proposed for the measurement of high angular rates using low-quality MEMS gyroscope and digital magnetometer. In this proposed system, angular rates are calculated by using calibrated magnetometer outputs and these calculated angular rates are combined with the outputs of low-quality MEMS gyroscope. Adaptive Kalman filtering technique is applied for this data fussion application. This proposed method is implemented and tested with proper magnetometer and gyroscope which are available in the market. For verification purpose, the output of the proposed method is compared with high quality gyroscope outputs. The results show that this new method is suitable for low-rate and low bandwidth control and detection applications.