Skip to main content
Fachgebiete
Automobil + Motoren Bauwesen + Immobilien Business IT + Informatik Elektrotechnik + Elektronik Energie + Nachhaltigkeit Finance + Banking Management + Führung Marketing + Vertrieb Maschinenbau + Werkstoffe Versicherung + Risiko
DE
EN
Themenseiten
Organisationspsychologie Projektmanagement Marketing Smart Manufacturing
Bücher
Zeitschriften
Weitere Formate
Podcasts Webinare Technik Webinare Wirtschaft Kongresse Veranstaltungskalender Awards
Jetzt Einzelzugang starten
Zugang für Unternehmen
Referenzkunden
MTZ-Fachkongress

Antriebe und Energiesysteme von morgen


Austausch von Automobil- und Energiewirtschaft

Am 14./15. Mai geht es in Chemnitz um die Mobilitätswende durch Elektro- und Wasserstofffahrzeuge.
Erweiterte Suche
Anmelden
nach oben
Erschienen in:
Signal Processing for Stereoscopic and Multi-View 3D Displays Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

2013 | OriginalPaper | Buchkapitel

Inertial Sensors and Their Applications

verfasst von : Jussi Collin, Pavel Davidson, Martti Kirkko-Jaakkola, Helena Leppäkoski

Erschienen in: Handbook of Signal Processing Systems

Verlag: Springer New York

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Due to the universal presence of motion, vibration, and shock, inertial motion sensors can be applied in various contexts. Development of the microelectromechanical (MEMS) technology opens up many new consumer and automotive applications for accelerometers and gyroscopes. The large variety of application creates different requirements to inertial sensors in terms of accuracy, size, power consumption and cost. It makes it difficult to choose sensors that are suited best for the particular application. Signal processing methods depend on the application and should reflect on the physical principles behind this application. This chapter describes the principles of operation of accelerometers and gyroscopes, different applications involving the inertial sensors. It also gives examples of signal processing algorithms for pedestrian navigation and motion classification.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren
Vorheriges Kapitel Video Compression
Nächstes Kapitel Finding It Now: Construction and Configuration of Networked Classifiers in Real-Time Stream Mining Systems
Fußnoten
1
In short, non-holonomic constraints allow to neglect the lateral and vertical speeds of the vehicle.
 
2
Scale factors are not exactly constant: for instance, the scale factors of MEMS sensors depend strongly on the temperature.
 
3
There exist higher-order Gauss–Markov process where the difference equation (3) contains older values of the process.
 
4
The growth is almost quadratic with small heading errors; however, with larger heading errors, the sine and cosine functions in (19) bound the error growth.
 
Literatur
1.
Allan, D.W.: Statistics of atomic frequency standards. Proc. IEEE 54(2), 221–230 (1966)CrossRef
2.
Altun, K., Barshan, B., Tunçel, O.: Comparative study on classifying human activities with miniature inertial and magnetic sensors. Pattern Recogn. 43, 3605–3620 (2010)MATHCrossRef
3.
Armenise, M.N., Ciminelli, C., Dell’Olio, F., Passaro, V.: Advances in Gyroscope Technologies. Springer Verlag (2010)
4.
Broffit, J.D.: Nonparametric classification. In: P.R. Krishnaiah, L.N. Kanal (eds.) Handbook of Statistics 2. North-Holland (1990)
5.
Brown, R.G., Hwang, P.Y.C.: Introduction to Random Signals and Applied Kalman Filtering, 3rd edn. John Wiley & Sons (1997)
6.
7.
Foxlin, E.: Pedestrian tracking with shoe-mounted inertial sensors. IEEE Computer Graphics and Applications 25(6), 38–46 (2005)CrossRef
8.
Gianchandani, Y.B., Tabata, O., Zappe, H.P.: Comprehensive microsystems. Elsevier (2008)
9.
IEEE Std 528-2001: IEEE standard for inertial sensor terminology. standard, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York, NY, U.S.A. (2001)
10.
IEEE Std 647-1995: IEEE standard specification format guide and test procedure for single-axis laser gyros. standard, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York, NY, U.S.A. (1996)
11.
Jahn, J., Batzer, U., Seitz, J., Patino-Studencka, L., Gutiérrez Boronat, J.: Comparison and evaluation of acceleration based step length estimators for handheld devices. In: Proc. Int. Conf. on Indoor Positioning and Indoor Navigation, pp. 1–6. Zurich, Switzerland (2010)
12.
Kantola, J., Perttunen, M., Leppänen, T., Collin, J., Riekki, J.: Context awareness for GPS-enabled phones. In: Proc. ION ITM, pp. 117–124. San Diego, CA (2010)
13.
Käppi, J., Syrjärinne, J., Saarinen, J.: MEMS-IMU based pedestrian navigator for handheld devices. In: Proc. ION GPS, pp. 1369–1373. Salt Lake City, UT (2001)
14.
Keshner, M.S.: 1 ∕ f noise. Proc. IEEE 70(3), 212–218 (1982)CrossRef
15.
Kirkko-Jaakkola, M., Collin, J., Takala, J.: Bias prediction for MEMS gyroscopes. IEEE Sensors J. (2012). DOI 10.1109/JSEN.2012.2185692
16.
Könönen, V., Mäntyjärvi, J., Similä, H., Pärkkä, J., Ermes, M.: Automatic feature selection for context recognition in mobile devices. Pervasive Mob. Comput. 6, 181–197 (2010)CrossRef
17.
Krobka, N.I.: Differential methods of identifying gyro noise structure. Gyroscopy and Navigation 2, 126–137 (2011)CrossRef
18.
Ladetto, Q.: On foot navigation: continuous step calibration using both complementary recursive prediction and adaptive Kalman filtering. In: Proc. ION GPS, pp. 1735–1740. Salt Lake City, UT (2000)
19.
Leland, R.P.: Mechanical-thermal noise in MEMS gyroscopes. IEEE Sensors J. 5(3), 493–500 (2005)CrossRef
20.
Levi, R.W., Judd, T.: Dead reckoning navigational system using accelerometer to measure foot impacts. U.S. Patent 5,583,776 (1996)
21.
Meriheinä, U.: Method and device for measuring the progress of a moving person. U.S. Patent 7,962,309 (2007)
22.
Mezentsev, O., Collin, J., Lachapelle, G.: Pedestrian Dead Reckoning – A Solution to Navigation in GPS Signal Degraded Areas. Geomatica 59(2), 175–182 (2005)
23.
Misra, P., Enge, P.: Global Positioning System: Signals, Measurements, and Performance, 2nd edn. Ganga–Jamuna Press (2006)
24.
Roetenberg, D., Luinge, H., Slycke, P.: Xsens MVN: Full 6DOF human motion tracking using miniature inertial sensors. Tech. rep., Xsens Motion Technologies BV (2009)
25.
Savage, P.G.: Laser gyros in strapdown inertial navigation systems. In: Proc. IEEE Position, Location, and Navigation Symp. San Diego, CA (1976)
26.
Sierociuk, D., Tejado, I., Vinagre, B.M.: Improved fractional Kalman filter and its application to estimation over lossy networks. Signal Process. 91(3), 542–552 (2011)MATHCrossRef
27.
Stirling, R., Collin, J., Fyfe, K., Lachapelle, G.: An innovative shoe-mounted pedestrian navigation system. In: Proc. ENC GNSS, pp. 110–115. Graz, Austria (2003)
28.
Syrjärinne, J., Käppi, J.: Method and apparatus for lowering power use by a ranging receiver. U.S. Patent 7,409,188 (2008)
29.
Titterton, D.H., Weston, J.L.: Strapdown Inertial Navigation Technology, 2nd edn. American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, VA (2004)CrossRef
30.
Voss, R.F.: 1 ∕ f (flicker) noise: A brief review. In: Proc. 33rd Ann. Symp. Frequency Control, pp. 40–46 (1979)
31.
VTI Technologies Oy: SCC1300-D04 combined gyroscope and 3-axis accelerometer with digital SPI interfaces. rev. 1.0.3. Doc.Nr. 82 1131 00 A, Data sheet (2010)
32.
33.
Metadaten
Titel
Inertial Sensors and Their Applications
verfasst von
Jussi Collin
Pavel Davidson
Martti Kirkko-Jaakkola
Helena Leppäkoski
Copyright-Jahr
2013
Verlag
Springer New York
Buch
Handbook of Signal Processing Systems

Print ISBN: 978-1-4614-6858-5

Electronic ISBN: 978-1-4614-6859-2

Copyright-Jahr: 2013

DOI
https://doi.org/10.1007/978-1-4614-6859-2_3

Neuer Inhalt

    Bildnachweise