如何确定绝对方向

Question

我有一个xyz加速度计和磁力计。现在我想用两者来确定设备的方向。我看到的问题是，根据设备方向，我需要以不同的顺序使用传感器。

让我举个例子。如果我让设备面向我，则可以使用加速度计确定滚动和俯仰的变化。对于偏航，我使用磁力计。

但如果我将设备水平放置（即将其旋转90º，面向天花板），则向上矢量（现在是水平）的任何变化都不会被注意到，因为加速度计没有检测到任何变化。现在可以使用磁力计检测到这一点。

所以问题是，如何确定何时使用其中一个。这对两个传感器来说是否足够？或者我还需要其他东西吗？

由于

Answer 1

关键是使用两个矢量，重力和磁力计的交叉积。叉积产生垂直于它们的新矢量。这意味着它是水平的（垂直向下），与北方成90度。现在你有三个正交向量来定义方向。它有点难看，因为它们并非都是垂直的，但很容易修复。然后，如果您使用重力矢量将这个新矢量反过来，该重力矢量给出垂直于重力矢量和磁平面矢量的第三个矢量。现在您有三个垂直向量，用于定义3D方向坐标系。原始加速度计（重力）矢量定义Z（向上/向下），两个交叉乘积向量定义方向的东/西和北/南分量。

Answer 2

以下是一些介绍该项目的文档。从其他答案可以清楚地看出，数学可能很棘手。 http://www.freescale.com/files/sensors/doc/app_note/AN4248.pdf

Answer 3

我认为“如何确定何时使用其中一个”的问题是错误的。您应该始终使用两个传感器进行定位。有些情况下，其中一个是无用的。但是，这些都是边缘情况。

Answer 4

如果我理解正确，你需要根据基点（北，东，南和西）检测俯仰（倾斜）和方向。

可以从加速度计读取音高。

根据基点的方向可以从指南针中读取。

将这两个传感器的输出正确地与软件中的正确数学结合起来，很可能会给你绝对的方向。

我认为这样做是可行的。

祝你好运。

Answer 5

如果您仍然需要绝对定位，您可以查看Adafruit的这个分组板：https://www.adafruit.com/products/2472。关于这一点的好处是主板是它有一个ARM Cortex-M0处理器来为你做所有的计算。