Програмована система сигнального тракту пристроїв магнiтного трекiнгу для задач локальної навiгацiї

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГоляка, Р. Л.
dc.contributor.authorМарусенкова, Т. А.
dc.contributor.authorПрудиус, I. Н.
dc.contributor.authorФабiровський, С. Є.
dc.date.accessioned2022-02-15T14:33:20Z
dc.date.available2022-02-15T14:33:20Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenIntroduction. The article is dealing with the Magnetic Tracking signal path for measurement of objects’ positions in nearby places. The basic principle of the Magnetic Tracking method is based on measurement of magnetic induction of the reference magnetic fields and the calculation of the objects position based on it. Problem analysis. Big advantages of magnetic tracking technologies are the non-line-of-sight feature compared to optical tracking and high accuracy of long time measurement compared to inertial tracking. However, a very large signal range and significant distortions due to nearby metallic objects are serious drawbacks preventing magnetic tracking from being widely used. Selection and configuration of signal path components. Taking into account the requirements of upto- day microelectronics, in particular for the sensors of the Internet of Things, the signal path of the Magnetic Tracking sensors is implemented on the concept of System on Chip. Basic components of the signal path are software Programmable Waveform Generator, Programmable Gain Amplifiers and Programmable Mixer. Configurations of the components are provided by Application Programming Interface routines. Functional and model studies of the synchronous detector. Noise immune processing is based on synchronous detector. SPICE simulations and analysis of this detector are provided. Implementation of signal path of magnetic tracking. The signal converter has been implemented on the Programmable System on Chip PSoC 5LP (Cypress Semiconductor). The module CY8CKIT-059 Prototyping Kit has been used. The developed software for controlling the measurement process provides controlling the conversion mode, dynamic amplification switching, analog-to-digit converting, etc. Conclusions. The novelty of the solutions presented in the work is the combination of signal amplification dynamic switching and the noise immune processing. Reference magnetic fields are formed by actuator coils in the lowfrequency spectrum of electromagnetic waves. Signals are produced by sensor coils and are used for objects position calculation. Technologies of Magnetic Tracking are considered as high promising solutions for Virtual Reality, Augmented Reality and Internet of Things.uk
dc.description.abstractruРабота посвящена проблематике аппаратно-программной реализации устройств магнитного трекинга для высокоточного определения положения объектов в пространстве, в частности в концепциях Интернета вещей и виртуальной реальности. Базовый принцип метода магнитного трекинга базируется на расчете положения объектов по результатам динамического измерения вектора индукции опорных магнитных полей. Такие опорные магнитные поля формируются матрицами актюаторних катушек в низкочастотном диапазоне электромагнитного излучения. В данной работе решается задача разработки сигнального тракта устройств магнитного трекинга пространственного положения. Предлагаемые решения направлены на повышение точности и расширение зоны измерения пространственного положения, а их новизной алгоритм помехоустойчивого преобразования при динамическом переключении параметров сигнального тракта. Учитывая требования к современным радиоэлектронных устройств, сигнальный тракт реализовано на концепции программируемых систем на кристалле, в частности, PSoC семейства 5LP Family Cypress Semiconductor.uk
dc.description.abstractukРобота присвячена проблематицi апаратно-програмної реалiзацiї пристроїв магнiтного трекiнгу для високоточного визначення положення об’єктiв в просторi, зокрема в концепцiях вiртуальної та доповненої реальностi. Базовий принцип методу магнiтного трекiнгу базується на розрахунку положення об’єктiв за результатами динамiчного вимiрювання вектора iндукцiї опорних магнiтних полiв. Такi опорнi магнiтнiполя формуються актюаторними котушками в низькочастотному спектрi електромагнiтного випромiнювання. Суттєвими перевагами систем магнiтного трекiнгу вiдносно систем оптичних систем є можливiстьфункцiонування поза зоною прямого бачення. Вiдносно систем iнерцiального трекiнгу перевагами систем магнiтного трекiнгу є можливiсть високоточного вимiрювання координат та вiдсутнiсть похибок, щовиникають внаслiдок часового дрейфу сигналiв акселерометрiв та гiроскопiв. Проте, сфера застосувань систем магнiтного трекiнгу є обмеженою. Це обумовлено паразитним впливом на результат вимiрюванняджерел стороннiх електромагнiтних завад та металiчних предметiв, якi спотворюють опорнi поля. В данiй роботi вирiшується задача розроблення сигнального тракту пристроїв магнiтного трекiнгу просторовогоположення. Проблемами, що обумовили цю задачу, є необхiднiсть забезпечення широкого дiапазону змiни сигналiв (до 120 dB) та високої завадостiйкостi вимiрювання при специфiчних умовах експлуатацiї. Запропонованi рiшення направленi на пiдвищення точностi та розширення зони вимiрювання просторового положення, а їх новизною є алгоритм завадостiйкого перетворення при динамiчному перемиканнi параметрiв сигнального тракту. Враховуючи вимоги до сучасних радiоелектронних пристроїв, сигнальний тракт реалiзовано на концепцiї програмованих систем на кристалi PSoC, Cypress Semiconductor. Представлено вибiр та конфiгурування компонентiв сигнального тракту, результати SPICE модельних дослiджень та приклад практичної реалiзацiї.uk
dc.format.pagerangeС. 48-56uk
dc.identifier.citationПрограмована система сигнального тракту пристроїв магнiтного трекiнгу для задач локальної навiгацiї / Голяка Р. Л., Марусенкова Т. А., Прудиус I. Н., Фабiровський С. Є. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2020. – Вип. 80. – С. 48-56. – Бібліогр.: 22 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2020.80.48-56
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46498
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 80uk
dc.subjectпристрої локальної навiгацiїuk
dc.subjectапаратно-програмнi засоби вiртуальної реальностiuk
dc.subjectмагнiтний трекiнгuk
dc.subjectпрограмована вбудована системаuk
dc.subjectlocal navigation devicesuk
dc.subjecthardware and software virtual realityuk
dc.subjectmagnetic trackinguk
dc.subjectprogrammable embedded systemuk
dc.subjectустройства локальной навигацииuk
dc.subjectаппаратно-программные средства виртуальной реальностиuk
dc.subjectмагнитный трекингuk
dc.subjectпрограммируемая встроенная системаuk
dc.subject.udc621.382uk
dc.titleПрограмована система сигнального тракту пристроїв магнiтного трекiнгу для задач локальної навiгацiїuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR-2020_80_48-56.pdf
Розмір:
4.11 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 80