【STA22】遅ればせながらSTA22システム作り始めます<2022開発成果と仕様案>

6か月遅れで、STA22を開始します。5月から10月まで、松本から長野の引っ越しと、長野のサイトの環境整備とM9N速度積分のよるF9P補間のプログラムで終わってしまったので、STA22がまぼろしとなってしまうので、STA23につなげられる開発成果を急いでだします。
●2022年3月から10月までの開発成果
①2022年3月:基線長解析ができるようになった=>変位を0.1mm分解能で測定できるようになった。
②2022年5月:F9PMovingBaseを利用して、スキーのたわみの測定する新方式のアイデアでた。
③2022年6月:高レートGPS M9Nの25HzPVTを利用して、F9P10Hzの補間をするアイデアがでた。

④2022年3月~10月:開発拠点移転
=>松本自宅から長野市実家に移転、実験室が2-3倍、庭も広く庭で各種測定できます。
=>スキー場に近い、一番近い飯縄リゾートスキー場まで30分でいけます。白馬、野沢、志賀高原全部1時間圏内です。

●仕様案STA22_rev00 詳細検討過程で、変更が多発するのでrev00として、各項目に記号をふって仕様変更履歴を管理します。

仕様項目
A:概要 ①左右で、GNSSボード仕様を分けます。左右ともうまくいったら、RTK23で合体させます。
右足:F9P-F9H MovingBase+M9N(M9N補間システム実験用)
左足:F9P-F9P MovingBase+ひずみ測定+スキー板傾き測定(スキーのたわみセンシング、IMUで傾き)
②マイコンは、左右ともTeensy4.1
③ログ方式、SDカードログ+無線モニター
④データ確認方式
◆モニタ:スマホ、M5Core
解析:Win10タブレット、PC
◆TPO別
滑走前:精度確認モニター
滑走中:警報音で、無事測定できているのか知らせる。
滑走停止中:スマホかM5Coreモニタ
滑走終了直後:SDカードからデータ読み出し、タブレットかPCで解析
B:F9P-マイコン間
使うポートと
メッセージ
右足:Teensy4.1 SDcard USBHost
BR-1)BaseのUSBポートからPVTと基線解析用RELPOSNEDマイコンへ送信。
BR-2)BaseのUART1からRoverへMovingbase用RTCM3送信(460800bps)
BR-3)BaseのUART2で、基準局からのRTCM3受信(ESP8299を直載)
BR-4)Rover(F9H)のUART2でBaseのRTCM3受信(460800bps)
BR-5)Rover(F9H)のUART1から正規化されたRELPOSNEDマイコンへ送信(115200bps)
BR-6)モニター送信用無線モジュールにUART3接続左足:Teensy4.1 SDcard USBHost
BL-1)BaseのUSBポートからPVTと基線解析用RELPOSNEDマイコンへ送信。
BL-2)BaseのUART1からRoverへMovingbase用RTCM3送信(460800bps)
BL-3)BaseのUART2で、基準局からのRTCM3受信(ESP8299を直載)
BL-4)Rover(F9P)のUART2でBaseのRTCM3受信(460800bps)
BL-5)Rover(F9P)のUART1からPVTとたわみ測定用RELPOSNEDマイコンへ送信(115200bps)
BL-6)モニター送信用無線モジュールにUART3接続
BL-7)ヒズミアンプ2CHとUART4接続
C:M5Core2モニター仕様 スキー場で、計測システムが正常に稼働しているか、データの欠落はないかなど、測定の失敗を監視するモニターシステム、M5Core2でリアルタイムモニターする

CRL-1)M5Core2:BlueToothかESP-NOWで、左右両方のTeensyからモニターデータ受信ログ
CRL-2)M5Core2オプションのスピーカーでFix状態のモニター音だす。これが事例
CRL-3)M5Core2で、データ欠落率をモニターして、欠落率0.3%以下で管理する。
CRL-4)スタート前に基線長ばらつき測定モードで、精度がでているか確認、3cm以内でOK

 

D:Win10タブレットで
STA解析モード
STA22の目玉である、スキーターンの解析を滑った直後に見られる機能を実現。
DRL-1)直後にSDカードからUDPで、高速にログデータをタブレットに取り込む。
DRL-2)ターン動画をみながら、気になるターンを拡大してデータを照合して自分の感覚とターンの結果を比較して次の滑りにフィードバックさせる。
DRL-3)メインパラメータ
3-1ニュートラルポイント位置の確認
3-2ターン中のずれ量の統計値
3-3ターン弧の深さと最大遠心力
3-4ターン中のスキー板のたわみ量、スキー板の傾きとたわみの関係
3-5ターンの滑らかさを時系列グラフで評価
E:PCでの解析

 

上記Dでできなかった、詳細な解析で、スキーの運動を3次元で見える化

●技術課題
①スキーのたわみセンサーは、板に直付けなので、雪と水分が侵入するので、いかに防水構造にするか大きな課題となります。
②システムのケーシングも大きな課題です。足に巻き付けるタイプなら、防水をしなくていいので、当面は足巻き付けでいきます。
③USBHOSTの実稼働は初めてなので、接触不良を起こさずに、無事に動作するかも実装上の課題です。
④無線システムで、UDPでのSDカードデータ高速転送がデータ落ちなくできるか?

●忘れてしまているので、RTKのプログラム整理しながら、進めていきます。

●開発順番検討

開発順番次第で、全体の進捗が大きく変わるので、十分検討してから着手しないといけません。

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