Question

如果您有加速度计坐标中的样本值列表。

accel[0]= {accelX0, accelY0, accelZ0}
...
accel[t]= {accelXt, accelYt, accelZt}
...
accel[tMax] = {accelXmax, accelYmax, accelZmax}

其中t是时间戳。如果用户朝着某个方向进行短暂而快速的移动，是否有办法了解他所采取的方向以及0和tMax之间的距离是多少？我是否必须沿每个轴集成两次并选择最大结果？我不需要特别的精度和准确度，只需要在现实生活中进行测试的通用值。我不会使用GPS。我没有使用特定的语言或操作系统，我只是对算法感兴趣。

Answer 1

将加速度矢量积分一次将为您提供速度，第二次积分将为您提供距离（更好地使用Runge-Kutta方法或类似方法）。

如果你步行10米，停下来，顺时针转90度，再走10米，加速度计就不能说你偏航了。通过手机陀螺仪传感器的测量结果，最好用磁力计的测量值来获得传感器融合*加速度计测量所需的方向。

请注意，这些传感器非常不准确，不适合导航，结果会很快漂移。

*搜索IMU sensor fusion（惯性测量单位），6 DOF sensor fusion（不使用磁力计或使用9）。

Answer 2

你必须将加速度矢量（3D）与“时间”相比进行两次整合。

对于每个测量计算：

速度：= acc * delta_t

距离：=速度* delta_t

和所有距离。这样可以移动整个距离。

delta_t是两次测量之间的时间间隔。如果您的测量数据未在时间上等距采样（即不是在常规时间间隔），您可以采用“下一次测量的时间”和“先前测量的时间”的平均间隔

所有计算均以3D方式完成（即对于并行的x，y，z分量）

Answer 3

您的问题的解决方案涉及两个必须处理的单独部分：

将加速度转换为距离
补偿数字加速度计的局限性。

Acceleration to distance：这很简单 - 只需按时间整合两次：
选择一个间隔（如10ms，20ms等）并每隔一段时间从加速度计收集一次数据;这是你的DT。

做数学运算：

示例代码：

while(1)
{
   start  = getTimeinMS();

   velocity += acceleration *DT;
   displacement += velocity *DT;

   stop = getTimeinMS()

   While (stop-start < DT)
   {
      usleep(100) 
   }

}

处理数字加速度计：第二部分有点棘手。你必须理解并补偿两件事：

加速度计是非常嘈杂的设备
惯性不是你的朋友;让我解释一下 - 如果你绘制加速度计输出，你会注意到从左到右的运动将是一个正弦波。左右左移也是一个正弦波。而且你没有简单的方法知道你何时停止左右移动并从右开始。我假设你不想要那个并且正在寻找左右移动的简单位移（或左右相同的逻辑）。

如果您理解并接受我到目前为止所说的内容，您只需处理加速度计噪音 - 这不是一项非常艰巨的任务，因为您可以找到有关数字滤波器的大量信息和示例。你可以从rolling average filter开始，如果需要，可以在以后更实用。

希望这有帮助。

如何使用智能手机加速度计的样本计算距离？

3 个答案: