加速度传感器去除重力方向加速度分量

thxl_kis · 发表于 2012-3-29 14:16:12

加速度计测量的是“比力”，也就是重力加速度和运动加速度的和！现在我设计的一个东西类似于一个无线鼠标的东西，想利用加速度传感器运动方向的加速度二次积分求得位移！但是由于人手拿着板子是随机运动的，这样重力加速度和运动加速度同时带来影响！这样我就不能用测得的加速度值直接去积分，要把重力方向的加速度去除，这个加速度该如何去掉呢？大哥大姐们有没有做过类似产品的，给俺提示下，在这俺拜谢了！

板上有三轴加速度传感器、三轴陀螺只要给俺说明下算法就可以了，谢谢了！
这是一个网友的问题，现象我也同样遇到，所以借他的话来问一下，不会怪我侵权吧。呵呵

lijieamd · 发表于 2012-3-29 14:41:46

本帖最后由 lijieamd 于 2012-3-29 14:43 编辑

先要有体坐标系和参考坐标系的相对姿态，然后将g向量变换到体坐标系，然后直接从体坐标系的测量值减掉就行了

Name_006 · 发表于 2012-3-29 16:35:39

lijieamd 发表于 2012-3-29 14:41
先要有体坐标系和参考坐标系的相对姿态，然后将g向量变换到体坐标系，然后直接从体坐标系的测量值减掉就行 ...

仔细想了下您的意思是说先计算出来当前的姿态，计算出来以后再把重力加速度分散到各轴在与当前测量的各轴加速度对比这样就能知道当前的运动方向得出运动加速度的分量了吧

thxl_kis · 发表于 2012-3-29 16:44:09

lijieamd 谢谢你的回答
怎么样减掉，能否说明白一点
因为加速度有倾角的时候运动时值是不断变化的，也就是说资态一直在变
而且相减后的值班不一定就是运动方向.比如我是往X缓慢方向运动，但由于Z轴也存在一定夹角
这时相对于z也有个变化的值。相减后z方向的相对加速度还大于X轴的相对加速度。这样就不对了

thxl_kis · 发表于 2012-3-29 17:38:16

回3 楼
就是3楼的想法
不知Name_006 有没有什么好的办法

lijieamd · 发表于 2012-3-29 23:13:47

本帖最后由 lijieamd 于 2012-3-29 23:15 编辑

首先要确定是要绝对方向，还是相对方向
我猜测是相对方向
那么在这种情况下，首先要用陀螺仪和加速度计融合一个姿态,假设姿态对应的变换矩阵是R
假设参考系g向量是Gg,那么体坐标系的g向量就是Gr=R*Gg
测量的g向量是Gm,那么最终除去重力加速度的就是a=Gm-Gr
利用a重积分就能得位移，注意这个位移是相对于体坐标系的

thxl_kis · 发表于 2012-3-30 14:58:04

姿态融合的话是不是要用卡曼虑波来做呢？

thxl_kis · 发表于 2012-4-3 10:43:31

还是没有想到方法做。好难哦　

nazily215 · 发表于 2012-4-3 11:26:29

一开始静止的时候，有一个G值，这时陀螺仪也要记着这个位置。
然后移动了，加速度值和陀螺仪值合在一起，陀螺仪值可以还原原来G值的方向，然后在各个分量上相减就可以了。

Name_006 · 发表于 2012-4-4 21:44:12

thxl_kis 发表于 2012-3-29 17:38
回3 楼
就是3楼的想法
不知Name_006 有没有什么好的办法

我说的就是9楼的方法根据三角函数吧重力加速度分散到各轴再减去重力加速度的分量这样就得到了各轴加速度量

fc23fcevff23 · 发表于 2012-4-8 07:00:01

准确吗？我原来用过ADIS16405，加速度计两次积分来计算位移根本不准确。算法很容易，就是精度差。你用的是哪一款三轴加速度计？精度高吗？

thxl_kis · 发表于 2012-4-9 11:33:14

我用的是BMA020,精度还可以

iceinwater123 · 发表于 2012-4-28 16:24:16

本帖最后由 iceinwater123 于 2012-4-28 16:26 编辑

我看了你的帖子，我也遇到了同样的问题。请问你解决了吗？ thxl_kis帅哥，我们QQ交流一下行不行，感谢！

gyzzg2030 · 发表于 2013-4-1 10:24:13

我也遇到这个问题，请大师说说详细的办法

asha · 发表于 2013-4-1 16:33:04

gyzzg2030 发表于 2013-4-1 10:24
我也遇到这个问题，请大师说说详细的办法

设 An是加速度在导航系（地理系）中的分量，也就是要求的外部加速度量
Ab是加速度测量得到的比力
Cnb是b系到n系的姿态转换矩阵
An=Cnb*fb-[0 0 -1] T(矩阵转置) 这里取的是东北天坐标系

gyzzg2030 · 发表于 2013-4-1 17:07:56

谢谢回答，只是数学忘差不多了
矩阵转置都不会了

gyzzg2030 · 发表于 2013-4-7 13:37:21

asha 发表于 2013-4-1 16:33
设 An是加速度在导航系（地理系）中的分量，也就是要求的外部加速度量
Ab是加速度测量得到的比力
Cnb是b ...

能帮忙给出具体公式吗？

洗澡哥 · 发表于 2013-4-24 10:56:18

我用的是MPU6050，也在做姿态检测呢，我只想检测摔倒

hawkyao · 发表于 2013-10-17 11:13:02

lijieamd 发表于 2012-3-29 23:13
首先要确定是要绝对方向，还是相对方向
我猜测是相对方向
那么在这种情况下，首先要用陀螺仪和加速度计融合 ...

你好！
首先觉得你说的很有道理！
我最近也在做小型无人机关于通过测的空间三轴加速度然后积分计算位移从而确定无人机位置信息的硕士研究生课题！
其中我觉得这个问题就是关键性问题。
所以希望加您为好友还望您能指点些关于这个问题。
再次感谢！
一个求知的网友

----小唐

zm6605 · 发表于 2013-10-17 20:36:49

hawkyao 发表于 2013-10-17 11:13
你好！
首先觉得你说的很有道理！
我最近也在做小型无人机关于通过测的空间三轴加速度然后积分计算位移 ...

传感器精度要足够高，不然基本无解

hawkyao · 发表于 2013-10-18 17:12:45

lijieamd 发表于 2012-3-29 23:13
首先要确定是要绝对方向，还是相对方向
我猜测是相对方向
那么在这种情况下，首先要用陀螺仪和加速度计融合 ...

知道怎么去处了、但有个关键问题，为什么求三维空间机体位移的时候，要去处重力加速度影响呢？是和坐标系转换有关还是？一个物体在三维空间运动，重力加速度是影响他的位移的啊为什么要去除？？着急啊谢谢大家，劳烦大家了！

hawkyao · 发表于 2013-10-18 17:14:14

Name_006 发表于 2012-3-29 16:35
仔细想了下您的意思是说先计算出来当前的姿态，计算出来以后再把重力加速度分散到各轴在与当前测 ...

知道怎么去除重力加速度影响了、但有个关键问题，为什么求三维空间机体位移的时候，要去处重力加速度影响呢？是和坐标系转换有关还是？一个物体在三维空间运动，重力加速度是影响他的位移的啊为什么要去除？？着急啊谢谢大家，劳烦大家了！

hawkyao · 发表于 2013-10-18 17:14:50

Name_006 发表于 2012-4-4 21:44
我说的就是9楼的方法根据三角函数吧重力加速度分散到各轴再减去重力加速度的分量这样就得到了各轴加 ...

知道怎么去除重力加速度影响了、但有个关键问题，为什么求三维空间机体位移的时候，要去处重力加速度影响呢？是和坐标系转换有关还是？一个物体在三维空间运动，重力加速度是影响他的位移的啊为什么要去除？？着急啊谢谢大家，劳烦大家了！

wei_193 · 发表于 2013-12-4 15:47:31

hawkyao 发表于 2013-10-18 17:12
知道怎么去处了、但有个关键问题，为什么求三维空间机体位移的时候，要去处重力加速度影响呢？是和坐标系 ...

你想想你只有知道3个方向的位移才能知道位置，位移由速度积分得，速度由加速度积分得，重力加速度影响不。

blackhorse21 · 发表于 2014-2-25 02:19:58

我在想，三轴加速度的绝对值包含重力，但是变化量里头不包含重力。所以计算出三轴加速度的变化量，和时间积分起来，就是除去重力加速度的三轴加速度。

hfjydq · 发表于 2014-4-28 16:34:46

我现在也遇到和楼主同样的问题，老板催的急，本来打算用陀螺仪做的，之前也做了陀螺仪二维的，但加上3维的以后，用陀螺仪做的老板觉得不合适，他想要加速度计做的，但加速度计读出的数据实在不知道如何去除重力的影响呀，楼主，2年过去了，你的问题应该解决了吧，能交流分享下你的想法吗？拜谢了急求呀，希望楼主能早日看到，早日回复呀

hfjydq · 发表于 2014-4-28 16:51:03

fc23fcevff23 发表于 2012-4-8 07:00
准确吗？我原来用过ADIS16405，加速度计两次积分来计算位移根本不准确。算法很容易，就是精度差。你用的是 ...

能分享下你按楼上那些人说的算法吗？急求呀，拜谢啦

hfjydq · 发表于 2014-4-28 16:53:30

hawkyao 发表于 2013-10-17 11:13
你好！
首先觉得你说的很有道理！
我最近也在做小型无人机关于通过测的空间三轴加速度然后积分计算位移 ...

能指点下具体怎么把重力加速度剔除吗？我现在已经得到姿态角了，拜谢啦，我定义的是X轴指向北方

hfjydq · 发表于 2014-4-28 16:59:49

iceinwater123 发表于 2012-4-28 16:24
**** 作者被禁止或删除内容自动屏蔽 ****

你好，你的问题解决了吗？我也遇到这个问题了，能交流一下吗，急求，拜谢

look12599 · 发表于 2014-4-28 17:16:19

积分这种得加速度传感器很灵敏才行你还是用陀螺仪吧

hfjydq · 发表于 2014-4-29 09:15:48

lijieamd 发表于 2012-3-29 14:41
先要有体坐标系和参考坐标系的相对姿态，然后将g向量变换到体坐标系，然后直接从体坐标系的测量值减掉就行 ...

大神你好，你的理论我能理解了，但是如何根据这个姿态角去分解重力加速度呢？忘赐教呀，拜谢

hfjydq · 发表于 2014-4-29 09:43:52

Name_006 发表于 2012-4-4 21:44
我说的就是9楼的方法根据三角函数吧重力加速度分散到各轴再减去重力加速度的分量这样就得到了各轴加 ...

如何根据姿态分解重力加速度呀？现在已知姿态角了，求指导呀

hfjydq · 发表于 2014-4-29 09:46:24

hawkyao 发表于 2013-10-17 11:13
你好！
首先觉得你说的很有道理！
我最近也在做小型无人机关于通过测的空间三轴加速度然后积分计算位移 ...

求分享心得呀？如何根据姿态角分解重力加速度呀

hfjydq · 发表于 2014-4-29 09:48:17

hawkyao 发表于 2013-10-18 17:14
知道怎么去除重力加速度影响了、但有个关键问题，为什么求三维空间机体位移的时候，要去处重力加速度影响 ...

怎么去除重力加速度影响呢？求分享心得呀

Name_006 · 发表于 2014-4-29 10:36:13

hfjydq 发表于 2014-4-29 09:43
如何根据姿态分解重力加速度呀？现在已知姿态角了，求指导呀

我只是觉得理论上行得通没实际操作过

hfjydq · 发表于 2014-4-29 10:40:31

Name_006 发表于 2014-4-29 10:36
我只是觉得理论上行得通没实际操作过

哎悲剧就没有人实际操作过吗

chenxianda · 发表于 2014-6-23 00:24:12

陀螺仪积分获得测量轴的姿态角，将重力分解为两个分量，一个是和轴方向同向的分量，一个是和测量轴垂直的分量，将测量值减去第一个分量就是该轴的加速度值了

HookTeam · 发表于 2014-6-23 09:19:24

2楼正解，楼主还是放弃BMA020吧，几块钱的东西做轨迹推算，还没有陀螺仪，现在的技术还达不到这个水平。传感器用ADI那几款几千上万级别的，这事才算有搞头。

lkm_unication · 发表于 2014-6-23 09:31:43

有一种加速度计叫线性加速度计。
参考

http://hi.baidu.com/aokikyon/item/9961c3eae83c30d3ea34c90e

10 线性加速度传感器
线性加速度传感器简称LA-sensor。
线性加速度传感器是加速度传感器减去重力影响获取的数据。
单位是m/s^2，坐标系统与加速度传感器相同。
加速度传感器、重力传感器和线性加速度传感器的计算公式如下：
加速度 = 重力 + 线性加速度

加速度传感器去除重力方向加速度分量

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