Question

我有测试加速度计数据，需要使用Matlab来查找速度和位置。我需要速度和位置的实际数据点，而不仅仅是曲线下的累积面积。我有我正在使用的样本数据，并且能够通过相当冗长和特定的矢量化编码来实现这一点，但我需要找到一种更通用的方法。我不能只使用曲线拟合然后估计面积，因为我有离散数据，不能承受任何错误。这种基本上计算每个矩形区域的方法是最准确的方法。到目前为止，我有我的尝试：

%Variables

clear

DeltaTime=0.2; %10 Hz sampling rate 

Acceleration=[0, 1, 2, 4, 3, 1, 2]; %Sample random data set

TTime=(0.2:DeltaTime:1.4); 

VelocityL=zeros(size(Acceleration));

VelocityLL=zeros(size(Acceleration));

%Velocity

DeltaVelocityVect=Acceleration*DeltaTime;

VelocityV=[sum(DeltaVelocityVect(1)),sum(DeltaVelocityVect(1:2)),...
    sum(DeltaVelocityVect(1:3)), sum(DeltaVelocityVect(1:4)), sum(DeltaVelocityVect(1:5))...
    sum(DeltaVelocityVect(1:6)), sum(DeltaVelocityVect(1:7))];

%Position

DeltaPositionVect=VelocityV*DeltaTime;

PositionV=[sum(DeltaPositionVect(1)),sum(DeltaPositionVect(1:2)),...
    sum(DeltaPositionVect(1:3)), sum(DeltaPositionVect(1:4)), sum(DeltaPositionVect(1:5))...
    sum(DeltaPositionVect(1:6)), sum(DeltaPositionVect(1:7))];

我已经手工解决了这一切，并在纸上和Matlab以及上述作品中绘制了它。但是，数据集的长度会有所不同，因此从长远来看不会起作用。我试图使用循环来解决这个问题，因为索引可以很容易地改变以适应任何长度的向量，同时保持采样率，但我无法让它输出实际的数据点。我需要上面的一般形式。

for index=1:length(Acceleration); 
  DeltaVelocityLoop(index)= DeltaTime*Acceleration(index);
end

for index2=1:7
  VelocityL(index2)= sum(DeltaVelocityLoop(index2));
  VelocityLL=VelocityLL+DeltaVelocityLoop(index2);
end

这是我的第10次尝试，所以它包括重复。 VelocityL返回与DeltaVelocityLoop完全相同的向量（没有前面的区域相加，这是目标）。 VelocityLL只返回曲线下面的总面积，写入矢量加速度的长度。如果您对我如何绕过这个障碍有任何想法，请告诉我。

Answer 1

当你说你不能只使用曲线下的累积面积时，我有点困惑。是积分，所以如果你想整合加速度数据以获得速度和位置，那么它正是你所需要的。如果您的准确性很差，那么您可能需要更高质量的加速度计数据，但这在后期处理中无济于事。

我建议只使用cumsum（）或cumtrapz（）来整合您的数据。

Answer 2

您可以使用样条曲线精确表示离散化的加速度数据，然后将该区域下的区域进行积分以获得速度，然后再次获得位置。

您需要确定用于推断采样点之间的加速度值的方法。一般来说，三次样条函数可以很好地表示“真实世界”的加速度，而线性样条曲线最容易使用，并且仍能提供相当好的结果。

请注意，您的结果会因原始读数的好坏以及采样频率而异。如果您想要一个高精度的精确瞬时速度/位置，您可能想要使用直接测量它们的传感器。

Answer 3

如果您需要快速和矢量化的内容，请使用cumtrapz。假设向量t包含测量时间，该向量acc包含加速度测量值，初始位置为pos0，而初始速度为vel0，我写：

velocity = vel0 + cumtrapz(t,acc);
positions = pos0 + cumtrapz(velocity);

我只有一些测量点cumtrapz可能是准确性和简单性方面的最佳解决方案之一。

希望这有帮助。

一个。

使用Matlab将加速度计数据集成到速度和位置

3 个答案: