Please use this identifier to cite or link to this item:
https://rsuir-library.rsu.ac.th/handle/123456789/947| Title: | การหลอมรวมสัญญาณเซนเซอร์วัดแรงเฉื่อยและแสดงภาพการเคลื่อนไหวแบบ 3 มิติในเวลาจริง |
| Other Titles: | IMU sensor fusion with real-time 3D-motion display |
| Authors: | ฉัตรา อัศวาวุฒิ |
| metadata.dc.contributor.advisor: | โอภาส จุฑาเทพ |
| Keywords: | วัตถุ -- การทดสอบ;ระบบการแปลงสัญญาณ |
| Issue Date: | 2560 |
| Publisher: | มหาวิทยาลัยรังสิต |
| Abstract: | ในปัจจุบันตัววัดความเร่งในรูปของระบบทางกลไฟฟ้าขนาดอนุภาค (MEMs) ได้ถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์เพื่อการใช้งานด้านต่างๆหลายด้าน เช่น ถุงลมนิรภัยในรถยนต์ อากาศยานไร้คนขับ การตรวจจับการสั่นสะเทือน การวัดความเอียง ระบบปรับตั้งหน้าจอโดยอัตโนมัติของโทรศัพท์มือถือ เป็นต้น การตรวจจับการเคลื่อนไหวแบบสามมิติในเวลาจริงเพื่อควบคุมการเคลื่อนไหวของภาพให้สอดคล้องกันก็เป็นการใช้งานอีกด้านหนึ่งของตัววัดความเร่งและเป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งของงานวิจัยนี้โดยเป็นการนำเอาอุปกรณ์วัดแรงเฉื่อยซึ่งประกอบด้วยตัววัดความเร่ง และไจโรสโคป แบบ 3 แกน ในวงจรรวมชิ้นเดียว (MPU6050) และในอีกวงจรที่คล้ายกันแต่เพิ่มด้วยตัววัดความเข้มสนามแม่เหล็กโลก (MPU9150) ในระยะแรกผู้วิจัยได้ใช้วงจรรวมADXL335 (ตัววัดความเร่งแบบอนาล็อก) และ ADXL345 (ตัววัดความเร่งแบบดิจิตอล) มาทำการต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์อาร์ดูอิโนและใช้ LABVIEW ทำการพล็อตกราฟและตั้งค่าต่างๆ และต่อมาได้ใช้ MATLAB ทำการทดลองแบบเดียวกันเพื่อทดสอบวิธีการเชื่อมต่อด้วย ในระยะที่สองได้ทำการศึกษาขั้นตอนการหลอมรวมค่าความเร่ง ความเร็วเชิงมุม และอาจรวมถึงค่าความเข้มสนามแม่เหล็กของเซ็นเซอร์ทั้งสามแบบให้เป็นค่าความเอียงโดยวัดเป็นค่ามุม yaw-pitch-roll (YPR) ออกมาได้โดยใช้โปรแกรมของ Madgwick ค่ามุม YPR ที่ได้จะถูกส่งต่อไปยังโปรแกรม Processing2 เพื่อแสดงการเปลี่ยนแปลงค่าความเอียงของรูปในแบบสามมิติในเวลาจริงในแนวแกน XYZ ค่ามุมดังกล่าวได้ถูกนำมาใช้ทดลองเพื่อแสดงการใช้งานในด้านการควบคุมเซอร์โวมอเตอร์สาหรับควบคุมการเคลื่อนไหวของกล้องวิดีโอ การติดตามการโคจรของดวงอาทิตย์สาหรับแผงโซล่าเซลล์ และการทรงตัวของวัตถุด้วย |
| metadata.dc.description.other-abstract: | Nowadays accelerometers in the form of Micro-Electromechanical System (MEMS) are used in a multiple of devices for applications such as automobile airbags, UAVs (Unmanned Aerial Vehicles), vibration detection, inclination measurement, the auto-rotate display system in smartphones, etc. The real-time 3D motion capture for controlling the corresponding movement of an image is another application with MEMS accelerometer and is a focal point of this research. The inertial measurement unit (IMU) consisting of 3-axis accelerometer, and 3-axis gyroscope in a single chip (MPU6050), and the similar one with an additional magnetometer (MPU9150) are implemented in this work. In the first stage, the researcher used ADXL335 (analog accelerometer) and ADXL345 (digital accelerometer) to individually connect it to Arduino microcontroller board and used the LabVIEW program for graph plotting, value setting, and compensation. Later MATLAB program was also similarly tried with the help of Arduino supporting package. In the second stage, the IMU devices were tested to study the process of fusing accelerometer data, angular rate, and optionally the earth magnetic flux density from three embedded sensors into one orientation output in terms of yaw-pitch-roll (YPR) angle. The data fusion was implemented based on the Madgwick Quaternion program. The YPR values were then sent to the Processing2 program for 3D real-time graphic display of orientation in the XYZ axes, and used to demonstrate some applications such as the control of servo motor for the pan-tilt video camera, the solar tracker for solar cells, and the object motion stabilizer. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม. (วิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์)) -- มหาวิทยาลัยรังสิต, 2560 |
| metadata.dc.description.degree-name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| metadata.dc.description.degree-level: | ปริญญาโท |
| metadata.dc.contributor.degree-discipline: | วิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ |
| URI: | https://rsuir-library.rsu.ac.th/handle/123456789/947 |
| metadata.dc.type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng-ECE-M-Thesis |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Chattra Asawawut.pdf | 5.45 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.