3D Positionsbestimmung mittels Trägheitsnavigation (INS)

Hallo liebe Gemeinde,

ich lese jetzt bereits seit einiger Zeit mit und möchte Euch nun doch einmal fragen, da ich aus den bisherigen Postings zur Positionsbestimmung nicht alle Informationen ziehen konnte.
Ich studiere zwar Maschinenbau, bin aber leider im Bereich Elektrotechnik/Technische Informatik nicht all zu bewandert, bin aber gewillt, mich weiterhin einzuarbeiten ;) .

Mein Vorhaben ist, wie der Titel bereits sagt, die dreidimensionale Positionsbestimmung mittels Trägheitsnavigation. Also drei Beschleunigungssensoren für die Translation und drei Drehwinkelsensoren für die Rotation.
Konkret möchte ich in einer rotierenden Stahltrommel (Waschmaschine - Durchmesser ca. 500mm) die Position eines Prüfkörpers (z.B. (Tennis-)Ball) möglichst genau bestimmen (Abweichungen +/- 3 cm wären durchaus akzeptabel). Die Positionsbestimmung sollte möglichst lang möglich sein (bestenfalls eine Stunde).

• Nun habe ich viel gelesen und würde gern von Euch wissen, welche Sensoren und Komponenten überhaupt meine Anforderungen erfüllen.
• D.h. z.B. welche Abtastfrequenz wären praktikabel?
• Sind die Kalmanfilter bereits in die Sensoren implementiert oder müsste dieser nachträglich angewendet werden?
• Wenn der Sensor sich überschlägt und die Achsenrichtungen quasi umgekehrt sind, erkennt, das System dies automatisch?

Die Positionen müssen nicht unbedingt herausgefunkt werden sondern können auch (einfach?) auf einer Speicherkarte gespeichert werden.

• Welchen Mikrocontroller bräuchte ich da?

Da die numerische Doppelintegration der Beschleunigungen Fehler verursachen müsste ich wahrscheinlich von Zeit zu Zeit eine Referenzposition haben. Hierfür habe ich geplant, Ultraschallsensoren zu verwenden. Dabei weiß ich allerdings nicht, ob es möglich ist mit einer bestimmten Ultraschallfrequenz Textilien zu durchdringen ohne das sie zu stark abgedämpft werden und eben das Material des Prüfkörpers nicht durchdringt und gut reflektiert?

Ich weiß, das sind viele, teils wahrscheinlich stümperhafte Fragen, aber ich hoffe, Ihr könnt mir trotzdem weiterhelfen. :)

LG

Chris