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1 parent 5492f16 commit 676457d6d88ad8822a90963958d181428a9be99c @metaxy committed Mar 26, 2012
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179 presentation/pre.tex
@@ -12,8 +12,9 @@
\usepackage{wrapfig}
\addbibresource{bib}
\usepackage{verbatim}
+\usepackage{subfigure}
-\title{Inertialnavigation bei autonomen Flugkörpern}
+\title{Inertialnavigation von autonomen Flugkörpern}
\author{
Fabian Ulbricht \and
Paul Walger
@@ -64,59 +65,33 @@
\end{frame}
\begin{frame}
- \section{Sensoren}
- \frametitle{Sensoren}
- Zwei Gruppen von Sensoren:
+ \subsection{Acceleromter}
+ \frametitle{Accelerometer (Beschleunigungssensoren)}
+ \begin{block}{Prinzip}
+ Messung der aufgrund von Trägheitskräften resultierende Beschleunigung
+ \end{block}
+ Anwendung:
\begin{itemize}
- \item Geschwindgikeit = Accelerometer
- \item Drehung = Gyroskop
+ \item Messung von (linearen) Beschleunigungen
+ \item Sensorik in digitalen Kameras
+ \item Positionsbestimmung
\end{itemize}
+ \begin{figure}
+\subfigure{\includegraphics[width=0.49\textwidth, height=0.4\textheight,keepaspectratio=true]{images/acc2.jpg}}\hfil
+\subfigure{\includegraphics[width=0.49\textwidth, height=0.4\textheight,keepaspectratio=true]{images/acc.png}}\hfil
+\end{figure}
\end{frame}
\begin{frame}
- \subsection{Acceleromter}
- \frametitle{Accelerometer(Beschleunigungssensoren)}
-
- Anwendung:
- \begin{itemize}
- \item Messung von (linearen) Beschleunigungen
- \item Sensorik in digitalen Kameras
- \item Positionsbestimmung
- \end{itemize}
-\end{frame}
-
-\begin{frame}
- \frametitle{MEMS Accelerometer}
-
- \begin{definition}[MEMS]
- = Microelectromechanical systems \\
- Sehr kleine mechanische Geräte angetrieben durch Elektrizität.
- \end{definition}
- \medskip
- Accelerometer:
- \begin{itemize}
- \item Piezoelectric accelerometer
- \item Surface micromachined capacitive
- \end{itemize}
-\end{frame}
-
-\begin{frame}
- \frametitle{Piezoelectric accelerometer}
- Wirkungsweise: Die bei Beschleunigung Änderung der einwirkenden Kraft wird mittels des Piezoelektrischen Effekts gemessen.
- Konstante Beschleunigungen können nicht gemessen werden.
- \bigskip
- \begin{definition}[Piezoelektrizität]
- Beschreibt das Auftreten einer elektrischen Spannung an Festkörpern, wenn sie elastisch verformt werden.
- \end{definition}
-\end{frame}
-
-\begin{frame}
- \frametitle{Capacitive accelerometer}
+ \frametitle{Kapazitive Accelerometer}
\begin{block}{Funktionsweise}
Messung von Kapazitätsänderungen.
\end{block}
-
+ \begin{definition}[MEMS]
+ = Microelectromechanical systems \\
+ Sehr kleine mechanische Geräte angetrieben durch Elektrizität.
+ \end{definition}
\bigskip
Vorteile
@@ -131,10 +106,14 @@
\frametitle{Kapazität}
Die Kapazität von 2 parallen Platten ist \cite{AM08}
\begin{equation}
- C_{0} = \epsilon_{0} \epsilon_{r} \frac{A}{d} = \epsilon_{A} \frac{1}{d}
+ C_{0} = \epsilon_{0} \epsilon_{r} \frac{A}{d}
\end{equation}
-
- wobei $\epsilon_{A} = \epsilon_{0} \epsilon_{r} A$ und A die Fläche der Elektroden, d die Distanz zwischen ihnen und die $\epsilon_{r}$ die Perimitivität von dem Material dass die beiden trennt.
+ \begin{itemize}
+ \item $\epsilon_{0}$ = elektrische Feldkonstante
+ \item $\epsilon_{r}$ = relative Permittivität
+ \item $A$ = Fläche der Elektroden
+ \item $d$ = Distanz zwischen den Elektroden
+ \end{itemize}
\end{frame}
@@ -143,91 +122,47 @@
\includegraphics[width=\textwidth]{images/acceleromter_structure.png}
\end{frame}
-\begin{comment}
-\begin{frame}
- \frametitle{Kapazität 3}
-
-\begin{wrapfigure}{l}{0.4\textwidth}
-
-\includegraphics[width=0.4\textwidth]{images/acceleromter_structure.png}
-
-\end{wrapfigure}
-
-Die Kapazitäten $C_{1}$ und $C_{2}$ zwischen der beweglichen Platte und den äußeren Stationären Platten sind abhängig von den Verschiebung $x_{1}$ und $x_{2}$.
- \begin{equation}
- C_{1} = \epsilon_{A} \frac{1}{x_{1}}
- = \epsilon_{A} \frac{1}{d+x}
- = C_{0} - \Delta C
- \end{equation}
-
- \begin{equation}
- C_{2} = \epsilon_{A} \frac{1}{x_{2}}
- = \epsilon_{A} \frac{1}{d-x}
- = C_{0} + \Delta C
- \end{equation}
-
-\end{frame}
-
-\begin{frame}
- \frametitle{Kapazität 4}
-
- Wenn die Beschleunigung null ist, dann sind die Kapazitäten $C_{1}$ und $C_{2}$ gleich.
- Wenn aber $x_{1} \neq x_{2}$ also $x \neq 0$ dann gilt:
- \begin{equation}
- C_{1} - C_{2} = 2 \Delta C = 2 \epsilon_{A} \frac{x}{d^{2}-x^{2}}
- \end{equation}
-
- Wenn wir nun $\Delta C$ messen, dann könne wir die Verschiebung $x$ messen indem wir die nichtlineare algebraische Gleichung lösen.
-
- \begin{equation}
- \Delta C x^{2} + \epsilon_{A} x + \Delta C d^{2} = 0
- \end{equation}
-
- Für kleine Verschiebungen ist der Term $\Delta C x^{2}$ verschwindend klein. Es gilt also
- \begin{equation}
- x \approx \frac{d^{2}}{\epsilon_{A}} \Delta C = d \frac{\Delta C}{C_{0}}
- \end{equation}
- Wir können also sagen, dass die Verschiebung annähernd proportional ist zur Kapazitätsdifferenz $\Delta C$
-\end{frame}
-
-\end{comment}
\begin{frame}
\subsection{Gyroskop}
\frametitle{Gyroskop (Rotationssensoren)}
\begin{block}{Was ist ein Gyroskop}
- Ein Gerät zur Messung oder Erhaltung der Orientierung, basierend auf dem Prinzip des Drehimpulses.
+ Ein Gerät zur Messung oder Erhaltung der Orientierung.
\end{block}
\bigskip
- Gyroskop-Typen
+ Typen
\begin{enumerate}
\item Mechanisch
- \item Optisch
- \item MEMS
+ \item Optisch
+ \item MEMS Gyroscope
\end{enumerate}
+
+ \begin{center}
+ \includegraphics[scale=0.09]{images/Original_gyroscope-1000x1000.jpg}
+ \end{center}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Mechanische Gyroskope}
%% http://www.ipgp.fr/~lucas/Contrib/animbeamer.html
- \begin{wrapfigure}{l}{0.4\textwidth}
- \includegraphics[width=0.4\textwidth]{images/mechanical_gyroscope.png}
- \end{wrapfigure}
-
- Bestehen aus einem rotierenden Rad und zwei Kardanische Aufhängungen , welche es eine Rotation in 3-Achsen erlaubt. \\
- Ein Mechanische Gyroskop misst die Orientierung direkt,
- während die meisten moderne Gryoskope die Winkelgeschwindigkeit messen.
-
- Nachteile:
- \begin{enumerate}
- \item Bewegliche Teile
- \item Reibung
- \item Ein paar Minuten Aufwärmzeit benötigt
- \end{enumerate}
+ \begin{itemize}
+ \item basiert aus dem Prinzip der Drehimpluserhaltung
+ \item ein rotierendes Rad und zwei Kardanische Aufhängungen
+ \item Nachteile:
+ \begin{enumerate}
+ \item Bewegliche Teile
+ \item Reibung
+ \item Ein paar Minuten Aufwärmzeit benötigt
+ \end{enumerate}
+ \end{itemize}
+
+ \begin{center}
+ \includegraphics[width=0.35\textwidth]{images/mechanical_gyroscope.png}
+ \end{center}
\end{frame}
\begin{frame}
@@ -267,20 +202,19 @@
\end{itemize}
\end{enumerate}
\end{frame}
+
\begin{frame}
\frametitle{Stable Platform Systems}
-
- \includegraphics[scale=0.55]{images/gimbal.png} \cite{King98}
-
-
+ \includegraphics[scale=0.55]{images/gimbal.png} \cite{King98}
\end{frame}
+
\begin{frame}
- Stable Platform Systems
+ Vollkardanisch kreiselstabilisierte (Stabile Plattform)
\resizebox{\textwidth}{0.4\textheight} {
\includegraphics[scale=1]{images/stable_platform.png}
}
\bigskip
- Strapdown Systems
+ Fahrzeugfeste (Strapdown)
\resizebox{\textwidth}{0.4\textheight} {
\includegraphics[scale=1]{images/strapdown.png}
}
@@ -295,8 +229,7 @@
\begin{itemize}
\item Satelliten
\item Raumfahrzeuge
- \item Selbstfahrende Autos
- \item Autopilot
+ \item Flugzeuge mit Autopilot
\item Marschflugkörper
\end{itemize}
@@ -365,7 +298,7 @@
\end{minipage}\hfill
\begin{minipage}{0.4\textwidth}
\centering
- \includegraphics[width=0.8\textwidth]{images/Funktionsprinzip.svg}
+ \includegraphics[width=0.8\textwidth]{images/Funktionsprinzip.png}
\end{minipage}\hfill
\end{figure}
\end{frame}

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