Question

我试图弄清楚如何计算头部运动的倾斜角度，只是上下运动，而不是左右移动。我有一个可穿戴设备（我想移动设备的问题会是相同的），加上一个加速计传感器，它放在我的额头上。

到目前为止，我认为最好不要使用线性加速度，而只是使用重力加速度。我正在阅读和阅读，试图更好地了解我究竟在寻找什么，但我的大脑不是数学材料。在站立静止的起始位置（静止位置），所有重力加速度都落在一个轴上，比方说X.当我开始用我的头开始运动时，例如向下移动我的头部（就像看着地面一样），加速重力不仅仅落入一个轴，而是两个轴（对于X和Z之间的实例，将共享）。如果我是对的，这是正确的方法（是吗？）......

如何在不做疯狂数学的情况下计算出这个角度？
这个问题与计算加速度计的俯仰角完全相同？
我可以使用此原始数据还是需要校准数据？

为了说清楚，让我们想象一下我的设备轴放在与这张照片相同的位置，并且在起始位置，重力落入X轴（横向位置）。

enter image description here

修改

使用以下公式进行俯仰和滚动（感谢@Nuclearman链接）

Roll = atan2(Y, Z) * 180/M_PI; 
Pitch = atan2(X, sqrt(Y*Y + Z*Z)) * 180/M_PI

我写的这段代码：

/**
* Function to calculate the inclination angle or pitch of the head movement
*/
float calcInclinationAngle(int iDataPos){

  float xVal = fAccel[0][iDataPos];
  float yVal = fAccel[1][iDataPos];
  float zVal = fAccel[2][iDataPos];
  float pitch = 0;
  //Pitch in rad format
  pitch = atan2(xVal, sqrt(pow(yVal,2)+pow(zVal,2)));
  //Pitch in degrees
  pitch = pitch * 180/PI;
  return pitch;

我总是弄错了角度。当重力完全在X轴上时，我得到大约45度（而不是0度），如果我将设备移动180度（只是改变重力信号），我会得到大约17-18度。我一直在玩atan2参数，但角度范围总是相同的（25-35度）。只是提出一个问题......我应该使用校准数据而不是原始数据吗？

修改2

修改添加一些图片和信息

将音高计算为音高= atan2（xVal，sqrt（pow（yVal，2）+ pow（zVal，2）））*（180 / PI），我得到以下角度。如果有用，位置1的加速度计值（原始数据）为：ACCX 2936 ACCY 2152 ACCZ 1883

位置1（重力落入X轴）：45-46度

位置2（从起点旋转aprox 45）：38

位置3（从起点旋转aprox 90）：28

位置4（从起点旋转aprox 180）：18-19

位置5（> 180 <360）：18-46。

enter image description here enter image description here height

解

以防将来有人碰到类似的事情。主要问题是原始数据的范围。一旦我将其映射到[-1g，1g]范围并修复了一些关于它工作的坐标的东西。

Answer 1

仅测量重力方向。我知道有两种方法

1.使用平滑（FIR）滤镜来过滤掉快速更改

例如记住最后N次测量
并输出他们的平均值
轻松且连续但不准确

2.检查加速度矢量大小

并忽略与重力不匹配的所有测量值

a=sqrt( ax^2 + ay^2 + az^2 )
if (fabs(a*scale-9.81)>0.1) ignore...

其中a是加速度矢量的大小
（ax，ay，az）是测量的加速度矢量（设备的本地）
比例是加速度计的比例，用于将值转换为实际单位，如[m / s ^ 2]或[N / kg]
设备加速度计通常已经在[g]中，因此比例为9.81
9.81是测量区域的重力
0.1是加速度大小检查的准确性（根据您的需要改变）
这种方法有点慢
和不连续因为在加速期间不会测量输出（可以使用上一个有效输出）
但更精确

现在公式应该可行，从我读到的轴是

x - up，down
y - 左，右
z - 前进，后退
不知道方向，所以如果我用错误的方式点击输出角度

axises

绿色是引力
蓝色是测量值
红色是你的俯仰角（ang）
```
ang=asin(az*scale/9.81)
```
不要忘记避免在参数超出范围时使用asin＆lt; -1.0，+ 1.0＆gt; !!!

使用加速度计的头部跟踪角度

1 个答案: