试图从加速度计和陀螺仪中滤除（吨）噪声

Question

我的项目：

我正在开发一款带3轴加速度计和陀螺仪的老虎车，试图估算汽车姿态（x，y，z，偏航，俯仰），但我的振动噪音有很大问题（而汽车是因为噪音在加速度计的±4 [g]（其中g = 9.81 [m / s ^ 2]）之间取值，所以运行时，齿轮会引起振动并使轨道变得更糟。

我知道（因为我观察它），噪音与我的所有传感器相关

在我的第一次尝试中，我试图用卡尔曼滤波器来解决这个问题，但它没有用，因为我的状态向量的值有很大的噪音。

EDIT2：在我的第二次尝试中，我在卡尔曼滤波器之前尝试了低通滤波器，但它只是减慢了我的系统并且没有滤除噪声的低分量。在这一点上，我意识到这种噪音可能由低频和高频组成。

我正在学习自适应滤波器（LMS和RLS），但我意识到我没有噪声信号，如果我使用一个加速度计信号来过滤其他轴的加速度计，我没有得到绝对值，所以它没有不行。

编辑：我在尝试为自适应过滤器找到一些示例代码时遇到问题。如果有人知道类似的事情，我将非常感激。

以下是我的问题：

有没有人知道过滤器或对我如何解决它并正确过滤我的信号有任何想法？

提前非常感谢，

XNOR

PD：我为我可能遇到的任何错误道歉，英语不是我的母语

Answer 1

我要做的第一件事就是对传感器信号运行DFT，看看加速度计信号中是否存在高频和低频分量。

使用DFT，您应该能够确定低通/带通滤波器的最佳截止频率。

如果Z轴上有一个恒定分量，则有可能没有过滤掉重力。请注意，如果存在显着的俯仰或滚动，则可以在X和Y轴上看到此常数

通常使用加速度计进行姿态估计并不是一个好主意，因为您需要将加速度信号进行两次积分才能获得姿势。如果信号有噪声，如果噪音不是100％均匀地分布在+和 - 之间，那么几秒后你就会遇到麻烦。

如果我们假设您的齿轮没有噪音，那么加速度计的转换精度可能会在几分钟后开始使您的姿势陷入困境。

我肯定会使用第二个传感器，例如罗盘/编码器与您的数学模型相结合，并将所有传感器数据合并到卡尔曼滤波器中（传感器融合）。

您可能还可以通过假设它与您的电机RPM相关来推导出噪声的黑盒模型。 （箱詹金斯/阿玛/ ARIMA）。

Answer 2

我在低频和高频噪音方面遇到了类似的问题，我通过使用通用麦克风防震支架，在不消除良好信号的情况下成功地将其移除。如果你找到适合它的一个陀螺仪，它也能很好地工作（或者你可以把它装在一个小盒子然后装上它） 它基本上使用弹性弦来消除震动和振动。

Answer 3

您是否尝试过对数据进行简单的低通滤波？我猜测振动频率远高于普通汽车加速数据中的频率。至少在正常驾驶中。崩溃可能是另一个故事......