การรวมสัญญาณเซนเซอร์วัดแรงเฉื่อยและแสดงค่าแบบกราฟฟิก 3 มิติ

Abstract

สัญญาณจากหน่วยวัดแรงเฉื่อยซึ่งประกอบด้วย ตัววัดความเร่ง ไจโรสโคป และตัววัดสนามแม่เหล็ก อาจแสดงค่าต่างๆที่ไม่ถูกต้องถึงแม้จะได้ผ่านการปรับแก้ตามปกติแล้ว ทั้งนี้เนื่องมาจากอิทธิพลของสภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป หรือมีสิ่งรบกวนจากภายนอก ซึ่งยังผลให้เกิดความผิดพลาดเพิ่มขึ้นทั้งในรูปค่าคงที่และแปรผันตามเวลา  การรวมสัญญาณจากเซนเซอร์เข้าด้วยกันอย่างเหมาะสมจะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องยิ่งขึ้น นอกจากนั้นการแสดงทิศทางการเคลื่อนไหวของวัตถุเป็นรูปภาพ 3 มิติจะช่วยให้เข้าใจและง่ายต่อการติดตามการทำงานของวัตถุ บทความนี้อธิบายหลักการและแสดงขั้นตอนรวมสัญญาณของเซนเซอร์ในหน่วยวัดแรงเฉื่อย โดยใช้อัลกอริธึมของ Madgwick ให้เข้าใจได้อย่างชัดเจนขึ้น และแสดงตัวอย่างการวางทิศทางของวัตถุในรูปกราฟฟิค 3 มิติโดยใช้โปรแกรม Processing ส่วนการประมวลข้อมูลด้านอื่นๆจะใช้เพียงบอร์ดไมโครคอนโทรเลอร์อาร์ดูอิโนซึ่งสื่อสารผ่านการเชื่อมต่อแบบอนุกรม USB