kulmanopeusdatat

Kulmanopeusdata, tai kulmanopeustiedot, kuvaa pyörimisnopeuksia kolmen ulottuvuuden suhteen. Se muodostuu ω = (ω_x, ω_y, ω_z), jossa kukin komponentti osoittaa pyörimisnopeuden kyseisen akselin ympäri. Yksiköt ovat yleisimmin rad/s (radian per sekunti), mutta joskus käytetään deg/s. Kulmanopeusdata on keskeinen osa inertiaalimittausta (IMU).

Lähteet ja tallennus: Kulmanopeus mitataan tavallisesti gyroskoopilla osana IMU:ta. Nykyään yleisiä ovat MEMS-gyroskoopeilla varustetut sensoriyksiköt, joita löytyy älypuhelimista, droneista ja robottijärjestelmistä. Data tallennetaan aikaleimalla ja kolmen komponentin arvoilla; usein mukana bias-arvio sekä kalibrointiin liittyvää kovarianssia; joissain järjestelmissä on myös lämpötilatieto.

Käsittely ja sovellus: Kulmanopeustietoja käytetään orientaation estimointiin. Ne voidaan hyödyntää suoraan tai yhdistää muiden sensorien, kuten kiihtyvyys- ja magneettikenttäanturien, kanssa sensorifuosiossa. Yleiset menetelmät ovat Kalman-suodatus ja muut tilanseuranta- tai partikkelisuodatusalgoritmit. Tavoitteena on vähentää kohinaa ja poistaa drifti.

Sovellukset ja haasteet: Käytännön sovelluksia ovat navigointi ja ohjaus robotiikassa, dronien hallinta, virtuaalitodellisuus sekä älypuhelinten liikkeen rekisteröinti. Haasteisiin kuuluu mittauskohina, bias, lämpötilariippuvuus ja drift, joka kerääntyy ajan myötä ilman kompensaatiota.

Formaatti ja tallennus: Kulmanopeusdata tallennetaan eri muodoissa, esimerkiksi CSV- tai binäärimuodossa sekä erikoisjärjestelmissä kuten ROSissa. Esimerkkinä ROS: sensor_msgs/Imu -tiedostoissa angular_velocity esitetään geometry_msgs/Vector3 -komponenteilla ja aikaleima on mukana; orientaation ja kiihtyvyysarvot voivat olla mukana quaternionin tai rotaatiomatriisin muodossa.