使用IMU进行前后移动检测

Question

我们有一个安装在车辆中的嵌入式设备。它上面有加速度计，陀螺仪和GPS传感器。目标是区分车辆前进和后退（倒车档）。传感器轴与车辆轴对齐。 以下是我们的观察结果：

• 检查加速度方向是不够的，因为向后行驶并向前行驶时会向同一方向显示结果。
• 我们可以说，如果GPS速度降低70 - > 60公里/小时是制动事件。但是当速度<1时它变得棘手。 20公里/小时。减少20 - ＆gt;两个方向都可以达到10公里/小时。
• 我们不能在低速时依赖GPS角度。

我们怎么能解决这个问题？任何想法，文章或研究都会有所帮助。

Answer 1

您正在寻找Attitude and heading reference system实施。这是一个开源代码library。它通过融合两个数据源（IMU和GPS）来确定位置和航向。

AHRS为您提供滚动，俯仰和偏航，它们是IMU设备的X，Y和Z轴周围的角度。

有不同的算法可以做到这一点。 AHRS算法的示例是Madgwick和Mahony算法。他们将为您提供quaternion and Eurler angles，可以随时帮助您识别车辆的方向。

这是一个很酷的video AHRS算法实时运行。

类似的问题是here。

修改

如果没有Mag数据，您将无法获得高精度，并且您的漂移会随着时间的推移而增加。

仍然可以使用Madgwick算法在6DoF（Acc XYZ和Gyr XYZ）上执行AHRS。您可以找到实施here。如果你想深入了解事物理论，请看Madgwick's internal report。

卡尔曼滤波器可以选择将您的IMU 6DoF与GPS数据合并，这可以显着减少随时间的漂移。但这需要很好地理解卡尔曼滤波器以及可能的定制实现。