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RACELOGIC Support Centre

06 - IMU-Integration - Kalman-Filterkalibrierung

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Bei Nutzung eines IMU-Filters ist es wichtig, vor Beginn entscheidender Messungen das vollständige Kalibrierverfahren durchzuführen. Das Kalibrierverfahren besteht aus einer Reihe durchzuführender spezifischer Fahrmanöver, die dem Kalman-Filter helfen, die Ausgaben der IMU zu kennzeichnen. 

Wenn das Kalibrierverfahren nicht durchgeführt wird, funktioniert der Kalman-Filter zwar, erbringt aber unter Umständen erst eine hohe Genauigkeit wenn die Fahrmanöver auf der X- und Y-Ebene durchgeführt worden sind (z. B. links- und rechts abbiegen, Bremsen und Beschleunigen). Die Kalibrierung müsste nach einigen Fahrtminuten abgeschlossen sein.

Empfohlenes Verfahren

  1. Parken Sie das Fahrzeug auf einer offenen Fläche, wo die GPS-Antenne freie Sichtverbindung zum Himmel hat. Bleiben Sie stehen und warten Sie, bis die IMU die 30-sekündige Initialisierung im Stillstand abgeschlossen hat. Die anfänglich orange blinkende IMU-LED auf der Vorderseite der VBOX 3i beginnt grün zu blinken, sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist. Wenn das Fahrzeug bewegt wird, bevor die Initialisierung abgeschlossen ist, beginnt der 30-sekündige Vorgang von Neuem, sobald sich das Fahrzeug wieder im Stillstand befindet.
     
  2. Wenn die IMU-LED grün blinkt, fahren Sie vorwärts, um die Initialisierung der IMU abzuschließen. Begeben Sie sich auf eine freie Fläche, um das Kalibrierverfahren durchzuführen.
     
  3. Fahren Sie mindestens zwei Mal eine "Acht". Für den Radius reichen 5 m aus (das ist bei einigen Fahrzeugen bereits der volle Lenkungseinschlag), aber ein Radius von 10 m ist besser geeignet. Das Fahrzeug muss bei diesem Vorgang eine Fahrtgeschwindigkeit von über 15 km/h aufweisen, damit für den Kalibriervorgang ausreichend Kräfte entwickelt werden.
     

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  4. Beschleunigen Sie stark vom Stillstand bis auf mindestens 50 km/h, um dann zwei Bremsungen mit einer Verzögerungskraft von mindestens 0,5 g durchzuführen.
     

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Wann ist eine Kalibrierung erforderlich?

Bei der Durchführung hochdynamischer Messungen wie zum Beispiel Brems-und ESC-Tests, kalibriert dieses empfohlene Verfahren den Kalman-Filter so rasch wie möglich. Bei geringfügig dynamischen Messungen wie zum Beispiel beim Fahren im Stadtbereich oder zur Langzeitdatenerfassung ist diese Kalibrierung nicht ausschlaggebend.

Neudurchführung der Kalibrierung

Der Kalman-Filter passt seine Kalibrierung entsprechend den von GPS und IMU erhaltenen Daten laufend an. Daher muss das Kalibrierverfahren zur Durchführung weiterer hochdynamischer Messungen wiederholt werden, wenn das Fahrzeug für längere Zeit abgestellt oder wenn die IMU aus ihrer Montageposition entfernt worden ist.

Die Kalibrierung muss des weiteren nach allen Ereignissen wiederholt werden, die die Datenkommunikation zwischen IMU und VBOX unterbrechen. Beispiel:

  • Aus- und Einschalten der IMU oder der VBOX.
    Hinweis – Durch Nutzung einer externen Backup-Stromversorgung lässt sich verhindern, dass das System durch vorübergehende Unterbrechungen der Stromversorgung herunterfährt.
  • Die Software "RL Config" wird genutzt, um die IMU-Einstellungen zu lesen.
  • Die Software "VBOX-Tools" wird genutzt, um die VBOX-Einstellungen zu lesen.
  • Änderung des Betriebsmodus über VBOX-Manager.
  • Es wird ein GPS-Kaltstart durchgeführt.

Was geschieht, wenn das nicht gemacht wird?

Wenn dieses Verfahren nicht wie oben beschrieben ausgeführt werden kann, ist die Genauigkeit der Geschwindigkeitsmessungen eingeschränkt, insbesondere während der ersten Minuten bis der Kalman-Filter sich selbst kalibrieren kann. Wir empfehlen dringend, den Kalman-Filter zur Durchführung hochdynamischer Messungen zu kalibrieren.