Android加速度计精度（惯性导航）

Question

我正在研究为Android手机实施惯性导航系统，我认识到加速度计的准确性和读数的不断波动很难实现。

首先，我将手机放在平坦的表面上，并在X和Y方向上取样1000个加速度计读数（平行于桌子，因此没有重力作用于这些方向）。然后我平均这些读数并使用此值来校准手机（从每个后续读数中减去此值）。

然后我再次将它放在桌面上并在X和Y方向上采样5000个加速度计读数来测试系统。在给定校准时，我预计这些加速度应该在每个方向上加起来为0（大致）。然而，事实并非如此，超过5000次迭代的总加速度远不及0（每个轴平均大约10）。

我意识到在没有看到我的代码的情况下，这可能很难回答，但在更一般的意义上......

这仅仅是移动电话（HTC Desire S）上加速度计读数不准确的一个例子，还是我的编码中出现错误的可能性更大？

Answer 1

通过将线性加速度积分两次得到位置，但错误很可怕。它在实践中毫无用处。

an explanation why (Google Tech Talk)位于23:20。我强烈推荐这个视频。

导致问题的加速度计噪声不是gyro white noise，请参阅6.2.3小节错误的传播。 （顺便说一下，你也需要陀螺仪。）

至于室内定位，我发现这些有用：

RSSI-Based Indoor Localization and Tracking Using Sigma-Point Kalman Smoothers

Pedestrian Tracking with Shoe-Mounted Inertial Sensors

Enhancing the Performance of Pedometers Using a Single Accelerometer

我不知道这些方法在现实应用程序中的表现如何，或者如何将它们变成一个不错的Android应用程序。

类似的问题是this。

<强>更新

显然有一个比上面的Oliver J. Woodman更新的版本，“惯性导航的介绍”，他的博士论文：

Pedestrian Localisation for Indoor Environments

Answer 2

我不确定你的偏移有多好，因为你忘了包含单位。 （“每个轴上大约10个”并没有多说。：P）那说，它仍然可能是由于硬件不准确。

加速度计适用于确定手机相对于重力的方向，或检测手势（摇晃或撞击手机等）的事情。

但是，尝试使用加速度计进行航位推算会使您遇到很多复合错误。加速度计需要非常精确，否则这不是常见的用例，所以我怀疑硬件制造商正在优化它。

Answer 3

Android加速度计是数字的，它使用相同数量的“桶”来采样加速，假设有256个桶，加速度计能够从-2g到+ 2g进行感应。这意味着您的输出将根据这些“桶”进行量化，并且会跳过某些值。

要校准Android加速度计，您需要采样超过1000个点并找到加速度计波动的“模式”。然后根据输出波动的数量找出数字点的数量，并将其用于过滤。

一旦你得到模式和+/-波动，我建议卡尔曼过滤。

Answer 4

我意识到这已经很老了，但是在给出的任何答案中都没有解决手头的问题。

您所看到的是设备的线性加速度，包括重力的影响。如果您将手机放在平坦的表面上，传感器将报告由于重力引起的加速度，大约为9.80665 m/s2，因此给出了您所看到的10。传感器不准确，但它们并不准确！有关您可能会遇到的传感器的一些有用链接和信息，请参阅here。

Answer 5

您假设X和Y方向上的加速度计读数（在这种情况下完全是硬件噪声）会在您的平均值附近形成正态分布。显然情况并非如此。

您可以尝试的一件事是在图表上绘制这些值，看看是否出现任何模式。如果没有，则噪声在统计上是随机的，无法校准 - 至少对于您的特定手机硬件而言。