Filtr Kalmana i Filtr Informacyjny: Różnice i Zastosowania
- Szczegóły
W dniu 30 maja 2022 r. Wydział Nauk Informatyczno-Technologicznych gościł reprezentantów firmy Phoenix Systems na wykładzie otwartym.
Firma Phoenix Systems rozwija system operacyjny czasu rzeczywistego Phoenix-RTOS, z którym zapoznali się uczestnicy spotkania.
Phoenix-RTOS: Europejski System Operacyjny dla Edge-IoT
W pierwszej części wykładu Prezes firmy, Pan Paweł Pisarczyk, opowiedział o historii, sukcesach oraz planowanych kierunkach rozwoju firmy i systemu Phoenix-RTOS.
Opowiadał o zastosowaniu systemu między innymi w branżach: automotive, kosmicznej oraz lotniczej.
Pokazał mechanizmy budowy autorskiego systemu operacyjnego, możliwości jego skalowania w urządzeniach o ograniczonych zasobach oraz wykorzystaniu w systemach Internetu Rzeczy, gromadzących i przetwarzających dane z możliwością ich przesyłania do chmury.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Wysoki poziom zaawansowania systemu Phoenix-RTOS i jego wszechstronność potwierdziło uruchomienie na nim gier: Doom oraz Quake.
Bardzo cenne jest udostepnienie kodów źródłowych projektu na otwartej licencji BSD i ich opublikowanie na stronie github.com/phoenix-rtos.
Każdy miłośnik mikrokontrolerów i systemów IoT może pobrać system operacyjny, uruchomić go na własnej platformie lub mikrokontrolerze i tworzyć oprogramowanie, wykorzystując możliwości systemu czasu rzeczywistego dla mikrokontrolerów.
Filtr Stabilizacyjny Kalmana w Autopilocie
W drugiej części Pan Mateusz Niewiadomski przedstawił szczegóły teoretyczne i praktyczne oprogramowania do projektu Phoenix-Pilot - autopilota do dronów działającego na Phoenix-RTOS.
Prezentację (zawierającą dużą porcję podstaw matematycznych i fizycznych, wykorzystanych w procesie opracowania filtra Kalmana, przetwarzającego dane z zespołu czujników takich jak magnetometr, żyroskop, akcelerometr i barometr) zwieńczyła wizualizacja 3D ruchu obiektu.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Implementacja Filra Kalmana
Zainteresowanie wśród uczestników wykładu wzbudziła realizacja filtra Kalmana w oparciu o macierz kwaternionów.
Dr inż. Rafał Melnik zapytał o różnice w implementacji filtra Kalmana w postaci klasycznej, przy użyciu kątów Eulera oraz z wykorzystaniem kwaternionów.
Kąty Eulera a Kwaterniony w Filtrze Kalmana
Implementacja filtra Kalmana może być realizowana na różne sposoby, w zależności od reprezentacji orientacji obiektu.
Dwie popularne metody to użycie kątów Eulera oraz kwaternionów.
Kąty Eulera, mimo swojej intuicyjności, cierpią na problem zwany "gimbal lock", który może prowadzić do utraty jednego stopnia swobody i problemów z numeryczną stabilnością filtra.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
Kwaterniony, z drugiej strony, oferują bardziej stabilną reprezentację orientacji, unikając problemu "gimbal lock".
Wykorzystanie kwaternionów w filtrze Kalmana pozwala na bardziej precyzyjne i niezawodne estymowanie orientacji, szczególnie w dynamicznych systemach, takich jak autopiloty dronów.
Współpraca z Phoenix Systems
W końcowej części wykładu prelegenci odpowiadali na pytania publiczności oraz zaprosili do udziału w programie stażowym w firmie Phoenix Systems.
Pani Dziekan WNIT dr inż. Aneta Wiktorzak poinformowała o możliwości współpracy naukowej, realizacji staży i praktyk oraz możliwości realizacji prac dyplomowych i badań doktorskich we współpracy z firmą Phoenix Systems.
Osoby zainteresowane wykładem, uczestnictwem w rozwoju otwartego systemu RTOS lub współpracą z firmą Phoenix Systems, mogą się kontaktować z przedstawicielami firmy pod adresem Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem.
tags: #filtr #Kalmana #filtr #informacyjny #różnice
