Progetto e realizzazione di un sistema hardware e software per la calibrazione automatica di sensori inerziali e magnetici

L’obiettivo di questa tesi è la progettazione di un dispositivo che semplifichi e velocizzi la calibrazione delle unità di misura inerziali e magnetiche sviluppate da NCS Lab. Il sistema, con tre gradi di libertà, è in grado di stimolare ogni asse sensibile della Magnetic and Inertial Measurement Unit (MIMU) ed è pensato per eseguire la calibrazione in maniera autonoma di accelerometro, giroscopio e magnetometro; l’aspetto innovativo consiste proprio nella necessità di calibrare simultaneamente i tre tipi di sensori triassiali. I componenti elettronici deputati all'azionamento dei giunti, per i quali preliminarmente si è eseguita una valutazione quantitativa delle interferenze magnetiche prodotte, sono programmati per eseguire la sequenza di calibrazione garantendo, istante per istante, un feedback sull'orientamento raggiunto. Proprio la conoscenza dell’orientamento del sensore, nel sistema di riferimento fisso del dispositivo, riduce la complessità dell’algoritmo di calibrazione alla risoluzione ai minimi quadrati di un sistema lineare. La procedura è stata validata mediante l’ausilio di dati simulati per i tre tipi di sensori integrati, mentre una valutazione dei risultati su dati reali è stata possibile, per tempistiche legate allo sviluppo del dispositivo, per i soli accelerometro e magnetometro.