boat030 发表于 2023-3-17 20:58:03

小车如何准确测量所在位置的坡度

有一项目,需要测量小车所在位置的坡度,小车上有三轴加速度传感器,通过两轴可以计算出坡度,但是小车本身是运动的,加减速过程会干扰坡度计算,请问各位大神有什么办法可以过滤掉小车加减速对坡度计算的影响,初度考虑过个一些办法,不知是否可行:
于小车加速度在芯片的Z轴方向,重力的芯片的Y轴方向,每次计算是先算出Y轴和Z轴的加速度和(平方和开方),如果超过1G认为小车的加减速,只取Y轴加速坡度,如果在1G附近则用 atan(Z/Y)计算出小车的坡度。

chenchaoting 发表于 2023-3-17 20:59:04

不是都用陀螺加加速度吗

智涅 发表于 2023-3-17 21:07:53

你的方法可行的,对于精度要求不高以及实时要求不高的情况没问题,做好滤波
要做响应速度比较快的就如2楼所说,要上6轴,一直把姿态计算出来,可以有效滤除加减速以及震动的干扰

jssd 发表于 2023-3-17 21:18:29

上6轴,算姿态,你会有惊喜

Himem 发表于 2023-3-17 21:18:48

本帖最后由 Himem 于 2023-3-17 21:21 编辑

三轴磁力计也可以考虑加上

boat030 发表于 2023-3-18 09:12:41

jssd 发表于 2023-3-17 21:18
上6轴,算姿态,你会有惊喜
(引用自4楼)

如何算姿态有相关的资料吗?

dellric 发表于 2023-3-18 09:57:37

得用9轴,否则航向角上加速度分量会解算错误,6轴会漂,慢慢漂出惊喜

2nd 发表于 2023-3-18 22:46:05

理论上车除了颠簸,Z轴方向没有加速度干扰,反算重力加速度的分量,可以算出俯仰角

t3486784401 发表于 2023-3-18 23:25:04

往深了说,还涉及 “小车是否沿斜面梯度运行” 的问题。

往浅了说,毕竟在垂直斜面方向,加速度的“直流分量”是恒定来自重力的。
读取该轴加速度,用 arccos 就能有不错的斜面倾角。

boat030 发表于 2023-3-19 08:12:08

2nd 发表于 2023-3-18 22:46
理论上车除了颠簸,Z轴方向没有加速度干扰,反算重力加速度的分量,可以算出俯仰角 ...
(引用自8楼)

已验证过,只检测垂直方向的加速度是不可行的,原因我所需要检测的倾角范围较小(10度以内),计算cos(8度)=0.99,和cos0=1,非常接近,还要考虑传感器的各种飘移,根本无法可靠检测,只靠垂直方向的加速度根本无法可靠检测出角度,需要使用 atan(水平方向l加速度/垂直方向加速度)才能比较准确的计算出当前的角度。

ibmx311 发表于 2023-3-19 08:28:36

飞机也需要测量和矫正飞行姿态,往复杂了想会非常复杂

Huaan 发表于 2023-3-19 10:55:38

只用加速度计肯定是测不准动态坡度的,因为除了传感器本身的误差(零偏、噪声等),传感器获取到的加速度是个综合结果,包括重力、车辆牵引力或制动力、转向时的向心力,还有发动机引起的车身抖动,都会叠加进传感器,基本是没法把重力单独抽离出来用于计算坡度的。
因此需要引入陀螺仪与加速度计一起进行姿态解算才是正解。
只要实际跑车测过一次数据就知道,重力所在轴的加速度是变化最频繁的,发动机抖动会导致该轴一直在波动,随便一点凹凸不平的路面都会引起该轴的数据大幅变化,用该轴直接算出来的坡度肯定也是一直变化的。
还一个要考虑的地方就是,传感器是与车辆是同一坐标系,与路面不一定是,比如急刹车时车辆会前倾,此时传感器跟着车辆有个前倾的角度,但实际路面并没有变化。

dukelec 发表于 2023-3-19 11:36:36

通过车轮转速推算行车加速度

再把加速度传感器读数去掉上述加速度,简单点只去掉水平轴的就行

dog 发表于 2023-3-19 17:42:30

发现好多人很会装X,表明自己会做,而且很高明,只是在表达这些,气得我想说几句
我认为,只用三轴,是可以测量出当前的倾斜角度的,只是不那么实时。
当车在频繁运动(水平方向的值在变化),加速减速,正负震荡,这些值是刚好可以抵消的,需要长时间采样,滤除掉。
但是由于采样肯定会漏掉一些,或者一些小的碰撞,g值会很大,超出量程,则会漂一些,想办法在静止时,归零。
判断静止,应该容易,就是 xyz的值都没有什么大的变化。
而一球引力的0.98g是静止存在的。
努力试一下吧

dog 发表于 2023-3-19 17:44:12

上面的dukelec大神的办法应该可以,只是有采集轮速脉冲,并且与g传感器高度同步,这个时间差,是可以调校的。

dog 发表于 2023-3-19 17:46:51

另外,g传感器芯片的xyz,与pcb板的xyz,与车的xyz,一定是有偏差的,这个需要校准与换算,这个得有一个可行的方法。

2nd 发表于 2023-3-20 02:06:40

本帖最后由 2nd 于 2023-3-20 02:10 编辑

boat030 发表于 2023-3-19 08:12
已验证过,只检测垂直方向的加速度是不可行的,原因我所需要检测的倾角范围较小(10度以内),计算cos(8 ...
(引用自10楼)

你说的对,我也看了篇文章《俯仰/滚转耦合的大角度姿态测量算法》《基于加速度计的数字倾角仪误差建模与分析》
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