Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Grzegorz Walendzik

Zastosowanie czujnika inercyjnego do monitorowania aktywności fizycznej osoby


An inertial sensor module and software for monitoring of human physical activity


Opiekun pracy dyplomowej: prof. dr hab. inż. Paweł Strumiłło
Dodatkowy opiekun pracy dyplomowej: dr inż. Przemysław Barański

Praca dyplomowa IFE - MSc obroniona 2011-10-10
Streszczenie pracy dyplomowej:
Urządzenia do monitorowania i detekcji ruchu są powszechnie używane w wielu dziedzinach życia codziennego, począwszy od tak specjalistycznych zastosowań jak monitoring sprawności maszyn bazujący na wzorcach wibracji, a kończąc na obracaniu wyświetlanego obrazu w telefonach komórkowych zależnie od położenia urządzenia. Celem tej Pracy Magisterskiej było zbudowanie Modułu Czujników Inercjalnych z 6 stopniami swobody, uruchomienie go oraz zaprogramowanie aplikacji do zbierania danych, ich transmisji, analizy, przechowywania i prezentacji. W celu zrealizowania powyższych założeń z zadowalającymi rezultatami, niezbędne było nabycie specjalistycznej wiedzy. Autor niniejszej dysertacji opisuje zgromadzone i przyswojone informacje o modułach IMU i ich zastosowaniach, czujnikach inercjalnych oraz błędach obecnych w otrzymywanych danych, filtrach używanych w celu wyeliminowania błędów pomiarowych i wygładzenia rezultatów oraz o układach odniesienia i kątach Eulera użytecznych w poprawnym odzwierciedleniu danych, również w wizualizacjach 3D. Praca zawiera również szczegółowy opis modułu, tj. czujników, mikrokontrolera oraz modułu komunikacyjnego. W drugiej części dysertacji opisane zostały założenia oraz programistyczna implementacja oprogramowania stworzonego na potrzeby projektu (dostępna w Załączniku B). Opisany został kod w C odpowiedzialny za wyliczanie współrzędnych wektora przyspieszenia ziemskiego w układzie odniesienia projektowanego modułu, za wyliczenie kątów obrotu modułu wokół 3 osi. W opisie uwzględniona została również implementacja krokomierza z szacowaniem przebytego dystansu.
Abstract:
Devices for movement monitoring and detection are widely used every area of everyday life beginning at such specific applications as industrial machines health monitoring based on vibration pattern and ending on proper cell phone screen flipping depending on device's position. The aim of this Master Thesis project was to build 6DOF Inertial Sensor Module, start it up and program software for data acquisition, transmission, analysis, storage and presenting. To realize said goal with satisfactory results it was necessary to gain specialized knowledge. Author of this dissertation presents learned information about inertial measurement units and their applications, inertial sensors and errors produced in their output, filters used to cancel out errors and to smooth out results, frames of reference and Euler angles both necessary for proper data presentation, latter one if results presented on a 3D virtual scene. Dissertation also contains detailed description of built hardware, namely sensors, microcontroller and communication module. The second part of project description presents thorough insight to the concepts of accompanying software and their programming implementation (available in Appendix B). Description covers C code used to calculate g-force vector coordinates in Inertial Sensor Module frame of reference as well as rotations around all 3 axes and step counter with traveled distance estimation.