Kalman Filter

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Lschreyer

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Kalman Filter

· Posted: 16.10.2007 - 09:10 · #1

Hallo,

ich wollte wissen ob ein Kalman-Filter in AvroCo implementiert ist.

Ich brauche die Filterung für einen Höhenmesser der in Modellraketen eingesetzt wird und schnell wechselnde Werte liefert.

Louis Schreyer

tschaggelar2

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Re: Kalman Filter

· Posted: 16.10.2007 - 10:04 · #2

Die unterliegende Theorie (uebersichtlich beschrieben unten http://en.wikipedia.org/wiki/Kalman_filter ) ist etwas generisch um sie mit einer generellen Implementation abzudecken. Trotzdem scheint man fuer ein spezifisches Beispiel mit ein paar Zeilen Code dabei zu sein. Ein paar Matrizen in einer Rekursion... wenn die Matrizen nicht zu gross sind und man mit Integer durchkommt...
Auf der anderen Seite... muss die Sache in Echtzeit gerechnet werden, oder dient sie einem Logger, die man auch nachtraeglich aufm PC machen koennte ?

Rene

Avra

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Re: Kalman Filter

· Posted: 16.10.2007 - 10:17 · #3

If you can't find a better solution these links might help your implementation:
PSEUDO-CODE: http://gureni.cs.uiuc.edu/~grosu/download/kalman-ase02.pdf
MORE-INFO: http://www.cs.unc.edu/~welch/kalman/

FvMP

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Re: Kalman Filter

· Posted: 16.10.2007 - 10:58 · #4

Hallo,

bezüglich der besagten Messaufgabe erscheint mir ein Kalman-Filter nicht mehr als ein generelles Konzept eines postulierbaren Optimalfilters zu sein. Insbesondere wäre es m. E. erforderlich, den Zusammenhang zwischen dem ungestörten Höhenmesswert und den zugrundeliegenden Zustandsgrößen (Impuls, Masse, Rückstoß usw.) in Form konstanter Parameter darzustellen. Das scheint beim offensichtlich stark zeitvarianten Zusammenhang gemäß der Raktengleichung aber unmöglich.

Falls eine Zustandsgrößenschätzung sinnvoll bzw. notwendig erscheint, müsste sie im vorliegenden Fall wohl empirisch die bekannten zeitvarianten Zusammenhänge abbilden.

Grüße,

FvMP

Lschreyer

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Re: Kalman Filter

· Posted: 16.10.2007 - 11:54 · #5

Das ganze soll in Echtzeit funktionieren, also Luftdruckwerte per I2C auslesen, diese dann filtern und ggf. darauf reagieren (Fallschirmausstoß bei Gipfelpunktdurchgang usw.)

Louis

FvMP

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Re: Kalman Filter

· Posted: 16.10.2007 - 12:10 · #6

Hallo,

eine Zustandsgrößenschätzung mit linearem Kalmanfilter ist aber m. E. nur während der ballistischen Flugphase nach Brennschluss möglich. Wie wäre es mit einer "einfachen" Tiefpassfilterung der Höhenmessung?

Gruße,

Frank

tschaggelar2

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Re: Kalman Filter

· Posted: 16.10.2007 - 12:44 · #7

Da scheint mir ein Barometer aber eher ein unguenstiges Messgeraet zu sein. Ein Barometer misst eine Verformung aufgrund einer Kraft. Moeglicherweise kann man den Siliziumsensor so einzubauen, das die Beschleunigung nicht direkt als Kaft mitgemessen wird. Dann kommt die Art der Druckmessung, sobald ein Schlauch in axialer Richtung dabei ist hat man verloren, da die beschleunigte Luftsaeule einen Druck ausuebt. Dann kommt der Ort der Messung. Ein paar einfach gebohrte Loecher koennen einen dynamischen Unterdruck erzeugen.
Demgegenueber ist ein Beschleunigungssensor viel einfachen. Die groesste Hoehe ist eine definierte Zeit nach Brennschluss. Theoretisch ist die Rakete nach Brennschluss schwerelos bis sie aufschlaegt. Ma koennte von der gemessenen Beschleunigung g subtrahieren integrieren und beim Nullpunkt ist der Scheitelpunkt.

Ok, den Staudruck zu messen waere auch eine Loesung. Bei Null ist man oben. Tiefpass genuegt.

Rene

FvMP

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Re: Kalman Filter

· Posted: 16.10.2007 - 13:31 · #8

Hallo Rene,

ungeachtet dieser Betrachtungen ist das Barometer der primäre Höhenmesser in allen Bereichen der Luftfahrt (vom Gleitschirmflieger bis zum Bombenzündgerät...). Die genannten Fehlereinflüsse lassen sich offensichtlich unter realen Bedingungen ausreichend unterdrücken. Die wesentliche Fehlerquelle ist m. E. die wetterbedingte Luftdruckschwankung.

Entschuldigung, weiterhin off-topic.

Grüße,

Frank

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Kalman Filter

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