用加速度传感器如何计旋转圈数？大家帮忙看看。

b57203493 · 发表于 2013-6-8 22:31:16

想了很久一直不明白，希望高手指点指点。谢谢各位了。
这是国外的一块板子。是用来计轮胎旋转圈数的的板子。板子安装在车轮中心（车轴上）。

1片msp430+2片adxl326
分析了好长时间不知道加速度2个传感器是如何计算旋转圈数的。
下面是两个传感器的位置关系，z轴始终平行于旋转轴。

在匀速转动的时候可以轻松的分析出旋转转圈数。

但是当非匀速转动的时候会在重力加速的基础上叠加上旋转加速度a。任意时刻a的方向都始终垂直于半径。
任意时刻在两个传感器x与y轴上产生的加速度

我能分析的就这么多，大家帮忙分析一下。谢谢了！
资料上又不全的我会补上。再次感谢！

wangguanfu · 发表于 2013-6-8 22:41:04

LZ 你LZ位置的问题回答不鸟不过。。。你的好有其他问题，你的装轮子上？电池那么重放到一边？等着甩飞吧

b57203493 · 发表于 2013-6-8 22:43:17

wangguanfu 发表于 2013-6-8 22:41
LZ 你LZ位置的问题回答不鸟不过。。。你的好有其他问题，你的装轮子上？电池那么重放到一边？等着甩飞吧 ...

不会的固定的很牢靠，还有一个外壳，装上外壳电池就被卡住了。

皮爱了西 · 发表于 2013-6-8 23:14:40

用两个加速度传感器是不是类似差动放大电路的原理，通过计算就能把车轮转动产生的加速度去掉，只保留重力加速度。

lotsbiss · 发表于 2013-6-8 23:22:26

本帖最后由 lotsbiss 于 2013-6-9 11:14 编辑

突然发现图有误，待会重新画个

b57203493 · 发表于 2013-6-8 23:28:00

皮爱了西发表于 2013-6-8 23:14
用两个加速度传感器是不是类似差动放大电路的原理，通过计算就能把车轮转动产生的加速度去掉，只保留重力加 ...

旋转过程中重力加速度在XY轴上是变化的，但是旋转产生的加速的是始终不变的。
加入当时的旋转加速的是a，
a在左边传感器上和在右边传感器的x和y轴上产生的加速度如下

叠加上重力在左边传感器上和在右边传感器的x和y轴上产生的加速度

turf456 · 发表于 2013-6-8 23:28:34

二者加速度值相加除以二，抵消掉非轴向加速度。然后a=ωr公式就能算出角速度，再转换成转数。至于为什么摆出角度，我也不知道。
个人观点，坐等大神出现。

b57203493 · 发表于 2013-6-8 23:30:36

lotsbiss 发表于 2013-6-8 23:22

大哥，小弟愚昧。来点说明。谢谢了

b57203493 · 发表于 2013-6-8 23:36:14

turf456 发表于 2013-6-8 23:28
二者加速度值相加除以二，抵消掉非轴向加速度。然后a=ωr公式就能算出角速度，再转换成转数。至于为什么摆 ...

a在x轴的抵消不了啊
a在y轴的才是相反数

大家想一想

lotsbiss · 发表于 2013-6-8 23:40:24

b57203493 发表于 2013-6-8 23:36
a在x轴的抵消不了啊
a在y轴的才是相反数

看图，能抵消的

b57203493 · 发表于 2013-6-8 23:44:09

lotsbiss 发表于 2013-6-8 23:40
看图，能抵消的

我先看看

zouzhichao · 发表于 2013-6-9 00:13:57

如果只需要计数旋转圈数，很多情况下一个传感器就够了，但是那样的话，限制很多，轮胎运行状态需要相对平稳（加速度最好不要突变）
如果有两个传感器，基本所有运动状态都能解算出来（转速，离心加速度，切向加速度，当前位置）并且传感器的安装状态比较随意，当然选择一个好的安装位置会让计算更简单，运用高中物理的知识就可以推导出来

zouzhichao · 发表于 2013-6-9 00:27:55

状态方程有如下几个变量（未知量）：
1，当前位置，即表现为转角
2，转速（与离心加速度等效）
3，切向加速度
4，重力加速度，这个在常识中算个已知量，但其实在非标准的重力场中，这个量也能解算出来，比如当Z轴（旋转轴）与地平面不平行的时候，这个倾角可以解算出来
状态方程有四个（略去传感器的Z轴）
1，传感器1的X，Y轴的方程
2，传感器2的X，Y轴的方程
根据数学里面关于自由度定理，只要上述四个方程没有相关性，那么方程是可以解算的，怎么保证没有相关性：首先同一个传感器的XY轴是没有相关性的，然后保证两个传感器的安装位置不重合

tiancaigao7 · 发表于 2013-6-9 08:25:42

我感觉是否是利用加速度变化的最大值来计算呢？不管是加速还是减速，没转过一圈，任何一个轴上都会产生一个最大值和最小值，可能在剧烈加速和减速的瞬间这个转速会不准确，但是一般场合这种剧烈加减速的情况比较少，因此应该利用极值检测的准确性还是可以接受的。

b57203493 · 发表于 2013-6-9 08:32:37

zouzhichao 发表于 2013-6-9 00:27
状态方程有如下几个变量（未知量）：
1，当前位置，即表现为转角
2，转速（与离心加速度等效）

原来还有离心加速度。这个我真的没想到！这样子来就和你复杂了。
重力加速度
离心加速度
切加速度
车辆运动加速度
四个加速度呀！(ㄒoㄒ)
大侠您说的状态方程如何列，给点提示。
谢谢谢谢！O(∩_∩)O
可以忽略车辆运动加速度。

b57203493 · 发表于 2013-6-9 08:35:38

zouzhichao 发表于 2013-6-9 00:27
状态方程有如下几个变量（未知量）：
1，当前位置，即表现为转角
2，转速（与离心加速度等效）

离心加速度应该没有吧？

b57203493 · 发表于 2013-6-9 08:40:22

tiancaigao7 发表于 2013-6-9 08:25
我感觉是否是利用加速度变化的最大值来计算呢？不管是加速还是减速，没转过一圈，任何一个轴上都会产生一个 ...

我也想过这种方法，很有可能的。准备投块板子采集些数据分析一下。

zouzhichao · 发表于 2013-6-9 09:57:35

本帖最后由 zouzhichao 于 2013-6-9 09:58 编辑

b57203493 发表于 2013-6-9 08:32
原来还有离心加速度。这个我真的没想到！这样子来就和你复杂了。
重力加速度
离心加速度

说错了，应该是向心加速度，另外看你后来的描述，貌似轮胎的轴不是静止的，而是运动的？是不是直接装在汽车上的？
我之前以为轮胎转轴是静止的，做测试用

zouzhichao · 发表于 2013-6-9 10:03:22

b57203493 发表于 2013-6-9 08:32
原来还有离心加速度。这个我真的没想到！这样子来就和你复杂了。
重力加速度
离心加速度

重力加速度
向心加速度（与之等效的量为轮胎转速）
切向加速度（与之等效的量为车辆前进加速度）
轮胎转角位置
只有四个互不相关的量，不是五个，向心加速度与轮胎转速相关，切向加速度与车辆前进加速度相关

asha · 发表于 2013-6-9 10:20:07

想抄板？理论上应该是抵消向心加速度。切线加速度对其不影响。不过看他们的传感器布置听怪了。应该有点东西

b57203493 · 发表于 2013-6-9 10:21:22

asha 发表于 2013-6-9 10:20
想抄板？理论上应该是抵消向心加速度。切线加速度对其不影响。不过看他们的传感器布置听怪了。应该有 ...

被看穿了，呵呵

asha · 发表于 2013-6-9 10:26:51

两个传感器的轴向延伸线交点是不是这个板子的圆心？如果是圆心那说明，是用来抵消向心力的。至于切线加速度我认为是没有的，即使是有也应该能抵消掉

b57203493 · 发表于 2013-6-9 10:31:28

zouzhichao 发表于 2013-6-9 10:03
重力加速度
向心加速度（与之等效的量为轮胎转速）
切向加速度（与之等效的量为车辆前进加速度）

向心加速度被抵消了吧？

xizi · 发表于 2013-6-9 10:49:02

搞不明白原理，但觉得很新颖。

b57203493 · 发表于 2013-6-9 10:49:48

asha 发表于 2013-6-9 10:26
两个传感器的轴向延伸线交点是不是这个板子的圆心？如果是圆心那说明，是用来抵消向心力的。至于切线加速 ...

这是两个传感器安装位置与圆心的关系。

另外向心加速度指向圆心所以可以抵消。

切向加速度应该不存在！

b57203493 · 发表于 2013-6-9 10:50:57

xizi 发表于 2013-6-9 10:49
搞不明白原理，但觉得很新颖。

一起讨论共同提高。

asha · 发表于 2013-6-14 09:42:33

b57203493 发表于 2013-6-9 10:50
一起讨论共同提高。

你还不如发个悬赏的帖子，说不定很快就有答案啊。毕竟是你们抄板子挣钱别小气了。

b57203493 · 发表于 2013-6-14 10:44:31

asha 发表于 2013-6-14 09:42
你还不如发个悬赏的帖子，说不定很快就有答案啊。毕竟是你们抄板子挣钱别小气了。 ...

热心网友已经帮我解决了问题！呵呵，谢谢提醒！

sz_works · 发表于 2013-6-27 17:55:21

b57203493 发表于 2013-6-14 10:44
热心网友已经帮我解决了问题！呵呵，谢谢提醒！

是什么情况知道也说下啊

b57203493 · 发表于 2013-6-27 19:55:33

本帖最后由 b57203493 于 2013-6-27 20:02 编辑

sz_works 发表于 2013-6-27 17:55
是什么情况知道也说下啊

有能力的人可以联系我，有酬金！
前几天画了块板子，明天回来，准备把数据传到电脑上，用labview实时的分析一下。
板子明天回来。

gdoujiajia · 发表于 2013-6-27 21:40:08

好高深啊！

WUST_LJS · 发表于 2013-6-27 23:34:47

马克、传感器摆放位置。

b57203493 · 发表于 2013-7-8 05:48:10

嘚瑟一下，我已经有眉目了！就看今天的测试效果了。

b57203493 · 发表于 2013-7-10 17:22:55

经过几天断断续续的努力搞定啦！！！！庆祝一下

greato1 · 发表于 2013-7-15 17:34:04

说说原理呀

Vmao · 发表于 2013-7-15 17:46:01

重力加速度和向心加速度放在一起分析才对

Vmao · 发表于 2013-7-15 18:03:03

最后推导出四个测量出的加速度与重力方向角度之间的关系

b57203493 · 发表于 2013-7-15 22:16:56

greato1 发表于 2013-7-15 17:34
说说原理呀

会公开的，但现在不行，项目还没完呢。见谅！

zouzhichao · 发表于 2013-7-15 22:25:29

进展如何了？

greato1 · 发表于 2013-7-16 15:29:38

期待能公开

greato1 · 发表于 2013-7-16 15:30:35

楼主，你计算了几个加速度？

hendry · 发表于 2013-7-21 09:59:32

我的思路是：既然传感器是随着车轮旋转的，那么，传感器的输出值一定是周期性的。

因此，只要记录传感器的输出值（不论什么输出），然后进行快速傅里叶变换，看频谱峰值，即可知道周期是多少。

对周期积分，即可得到车轮转了多少圈。

b57203493 · 发表于 2013-7-21 13:53:34

hendry 发表于 2013-7-21 09:59
我的思路是：既然传感器是随着车轮旋转的，那么，传感器的输出值一定是周期性的。

因此，只要记录传感器的 ...

谢谢你哦。很新颖呀。等新班子回来试试。

leahcim89 · 发表于 2013-7-21 14:35:22

mark...

wujh · 发表于 2013-8-25 22:18:00

拜读了，楼上的多是高手啊。

homey · 发表于 2016-11-25 11:15:31

楼主，请问下用加速度传感器计旋转圈数最后的实验怎么样了，最终的原理如何？望指教，谢谢

b57203493 · 发表于 2016-11-25 13:10:02

精度很高，效果很好

homey · 发表于 2016-11-25 13:42:28

b57203493 发表于 2016-11-25 13:10
精度很高，效果很好

100km精确度有多少

homey · 发表于 2016-11-25 13:44:15

b57203493 发表于 2016-11-25 13:10
精度很高，效果很好

原理能否说说，布板也是上面那个方法吗，两者这么放是为了什么，你的计圈的方法是什么，能否大致讲下原理？谢谢

linbin250 · 发表于 2016-11-25 15:27:03

深深反省，需要恶补数学和物理了。

homey · 发表于 2016-11-25 16:07:43

b57203493 发表于 2016-11-25 13:10
精度很高，效果很好

楼主，能否加下QQ，有些原理性的问题请教下，1207215794，谢谢

jiataoqao · 发表于 2017-4-26 17:14:45

楼主在吗？加下qq，有问题请教

HZKJ · 发表于 2019-7-25 07:56:45

楼主的测试数据还能公开吗？？等你的结果呢

HZKJ · 发表于 2019-7-25 08:11:46

高速旋转下，楼主选用的这款传感器会超量程吧

qwe2231695 · 发表于 2019-7-26 02:17:58

用陀螺仪更好

pxq8410 · 发表于 2019-9-14 16:33:21

不知道是何种原理还请指教。

windy_mia · 发表于 2019-10-18 11:01:43

想复杂了吧？
X1-X2后只剩重力加速度的了（最大值是±2g），再来个电压比较，就是转速的方波信号，测量频率就是转速了。
Y1-Y2，做同样处理就是与上面相差90度的，这两个联合起来就可以测转向了。

haigerl · 发表于 2021-9-22 08:52:41

本帖最后由 haigerl 于 2021-9-22 09:32 编辑

借用楼主的传感器安装示意图，左边为传感器1，右边为传感器2。
假设重力加速度为g，切线加速度为a，向心加速度为b。
按照加速度传感器的轴向定义规定加速度方向与轴向反向为正，车轮顺时针转动，则有以下关系：
X1g = -gsin30°； X2g = gsin30°
Y1g = gcos30°； Y2g =  gcos30°
X1a = asin30°； X2a = asin30°
Y1a =  acos30°； Y2a =  -acos30°
X1b = bcos30°； X2b = -bcos30°
Y1b =  bsin30°； Y2b =  bsin30°
如果只要轮速，只需要知道切线加速度就可以了，上述关系式中传感器1的X轴加上传感器2的X轴就等于2asin30°。
结合车轮的转动就得到一个2asin(2πω+π/6)的轮速周期信号。

haigerl · 发表于 2021-9-22 08:58:45

需要注意的是传感器1和传感器2的切线加速度和向心加速度都是数值相等，但方向相反。而重力加速度方向是一致的。

用加速度传感器如何计旋转圈数？大家帮忙看看。

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