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:
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。
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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。
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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。