Angenommen, der physikalische Sensor fliegt auf einem Viereck. Wenn man schräg steht, sagte Pythagoras, sieht der Boden weiter aus, als er wirklich ist. Es war so geneigt, dass wir es überhaupt nicht sehen konnten, obwohl wir nur wenige Zentimeter vom Absturz entfernt waren.

Um dies zu korrigieren, müssen wir unsere Tendenz kennen. Das bedeutet ...

Gyroskop und Beschleunigungsmesser werden zusammen als „IMU“ bezeichnet, aber der Grund, warum sie oft zusammen erscheinen, ist, dass sie natürlich die Hauptschwächen des anderen verdecken. Sie sind ein klassisches Fusionspaar.

Für sich genommen ist das Gyroskop jedoch eine gute und saubere Quelle für Sensordaten und Sie erhalten eine kontinuierliche Positionsmessung.

Ohne zu sehr ins Detail zu gehen, besteht das Gyroskop aus einer mikromechanischen Stimmgabel, die in die Oberfläche des Chips geätzt ist. Wenn sich der Chip dreht, werden einige Stimmgabeln kraftvoll und verändern den Ton der anderen.

MEMS-Gyroskope werden von Bewegungen außer der Rotation kaum beeinflusst. Selbst heftige Vibrationen können ihnen nichts anhaben (innerhalb des Spezifikationsbereichs), da es sich hierbei um Querbeschleunigung handelt.

Wenn Sie sich den internen Regelkreis eines Multirotors ansehen, handelt es sich um das Gyroskop, mit dem der Flugregler die Höhe in der Luft hält. Einige Piloten im Rate-Modus schalten den Beschleunigungsmesser vollständig aus, um dem Kreisel mehr Bandbreite zu geben, da der Kreisel über viele wichtige Hinweise verfügt.

Wenn Sie wissen, wo Sie vor einer halben Millisekunde waren, und wissen möchten, was sich seitdem geändert hat, dann ist das Gyroskop schnell, genau und zuverlässig. Und sie brauchen keine flexiblen Oberflächen oder Satelliten.

Die Schwäche des Kreisels ist die Drift. Egal wie sehr man es versucht, sie scheinen sich langsam um eine zufällige Achse zu drehen. Jede Drehung dauert mehrere Minuten, aber selbst ein bewegungsloser Ziegelstein dreht sich sanft. Durch die Akkumulation relativer Stichproben, um „ausgezeichnete“ Schätzungen zu erhalten, werden auch die Fehlerbalken addiert. Der Fehler des aufsteigenden Gyroskops muss regelmäßig durch eine externe hervorragende Referenzmarke „auf Null gesetzt“ werden.