Treghetsnavigasjon implementert i Android

Abstract

Mobiltelefoner med 3-aksede gyroskoper og akselerometre er nå tilgjengelig på markedet. Dette gjør det mulig å implementere et treghetsnavigasjonssystem (TNS) i telefonen som blant annet kan brukes til å måle volumet av 3-dimensjonale objekter. I den forbindelsen har det blitt utvikletmobiltelefon-applikasjon som logger data fra sensorer (akselerometer og Gyroskop) på en Nexus S. Disse måledataene har blitt implementert i Matlab og brukt videre for å se på brukbarheten til disse dataene. Det har blitt utviklet matematiske modeller for det fysiske- og mekaniserte system for mobiltelefonen.Det mekaniserte systemet, som også kalles Navigasjonssystemet, løser den matematiske modellen av det fysiske systemet ved bruk av målt spesifikk kraft og målt vinkelhastighet. Dette systemet består av navigasjonslikninger for treghetsnavigasjon på flat ikke- roterende jord. Navigasjonslikningene bruker de rå måledataene fra sensorene til å beregne posisjon, hastighet og orientering for mobiltelefonen ved bruk av integrasjonsrutiner. Grunnet mangel påmobiltelefonens sanne spesifikk kraft, og vinkelhastighet fra akselerometeret og gyroskopet kunne ikke sann- posisjon, hastighet, og orientering beregnes. Tre forskjellige sett av måledata ble tatt med: 1. Mobiltelefonen i ro uten rotasjon. 2. Mobiltelefonen i ro med 90 graders rotasjon rundt z-aksen. 3. Kvadratisk bevegelse Analyser av beregnet posisjonen, hastighet og orientering i alle retninger ved bruk av målte spesifikk kraft, og målte vinkelhastigheter gjort. Resultatene viser at sensorene blir påvirket av støy, og andre feilkilder. For en komplett analyse av brukbarheten av sensorene må et kalmanfilter implementeres.