ＲＴＫの軌跡とその時にスキー板の角度（Heading)を磁気センサで測定しようとしてます。
RTK２Ｃｈ使えば、Headingも測定できるのですが、スキー板の場合、先端部はしなるのでスキー板の軸がずれてしまうので、２Ｃｈ間の距離を短くしないといけません、しかし、ＲＴＫの測位誤差をかぶってしまうと３０ｃｍ距離で５ｃｍも測位誤差がでたら、atan(5/30)=9.5度も誤差がでてしまいます。スキーの進行方向に対して、板軸の挟角を求めて横滑り現象を測定したいので、ＲＴＫのHeadingでは厳しいかと思ってますが、スマホの磁気方位センサの精度も立派なものではないので、一度測定してみてから、再度
検討しなおすことで進めます。
※２０２２年６月追記 「IMUは、GPSにかなわない」
航空機のINSは超高級IMUですが、それでも１時間に1.9km誤差がでるそうですので、IMU単独で位置計測は無理だとわかりました。方角は航空機のレーザージャイロなら精度は良いですが一般向けのMEMS IMUでは、バイアス誤差が多すぎます。GNSSのほうが、全て精度のバランス良いです。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrsj/37/7/37_37_579/_pdf
RTKのcm級GPSでなくても、１ｍ程度の誤差が出る数千円のGPSチップでさえ、GPSドップラー効果で速度ベクトルの精度が高いので速度を積分して距離をだしてヘッディング角精度が±１度程度なので、１０ｃｍ以下の精度がでます。下記実験結果をご覧ください。
※２０２１年５月追記
本記事ＲＴＫ開発初期のころの記事ですが、１年半後の現在では、ＲＴＫ MovingBaseモードでスキー両足の角度を正確に測定できてます。66ｃｍ間隔のアンテナで±１ｃｍ以内の精度ですので、±0.9度程度の誤差で測定できてます。スキーの場合ＭＥＭＳセンサでは激しい振動の影響で、磁気方位センサの傾斜補正ができないので、ＲＴＫ技術でしかスキーの精度のよい角度を測定できないと思います。
●磁気方位の校正プログラム
大まかなやり方は、ヨー角で何回転か磁気センサのＸＹ値をサンプリングして、そのデータをＸＹプロットして中心ずれ座標値、軸の傾き角度、楕円の短辺長辺の長さを楕円の回帰計算で、統計処理して、補正パラメータを
算出します。楕円の回帰計算は、こちらのページで、ＥＸＣＥＬシートのサンプルがあったので、ダウンロードさせていただいて、このシートのデータ入力欄に、ＶＢＡから生データを集計したパラメータ14個を代入して、
計算はシートのＥＸＣＥＬ関数で計算した結果が結果欄にでてくるので、それをＶＢＡで読み込むという、ずるいやり方で、楕円回帰プログラムとしました。流れとしては、生データの楕円＝＞中心移動＝＞軸の回転＝＞長辺短辺合わせで円にする処理です。
●pgmの動作検証
室内で回転させて校正したのと庭にでて回転させて校正させた値がずいぶん違ってました、近くに磁界があるといくらでも狂う原理なので、
できるだけ金属がないところのほうがいいのですが、いかんせん、スキー板自体が、エッジと金属板が豊富に使われてますので、磁界が発生している可能性があるので、スキー板そのものに取り付けて、回転校正してみました。
スキー板を回転台に載せてスマホを載せて、回転させます。
校正結果は、
●上記校正パラメータを実際のスキーの回転運動の補正値としてつかった結果
Ｎ－Ｅ間を９０度往復運動させた場合
-10度～110度くらいの角度がでてきましたので補正Ｐｇｍとしては
できているのかなと思いますが、正確な精度は、横滑り角の検討で
考察してから必要な精度の対策をうっていきます。
●以後
スマホＩＭＵの磁気センサを使ったＨｅａｄｉｎｇ方向測定とＲＴＫ２ＣＨを使ったＨｅａｄｉｎｇ測定を同時に行って、両者のばらつきを比較してみてみます。
