thxl_kis 发表于 2012-3-29 14:16:12

加速度传感器去除重力方向加速度分量

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 static/image/common/back.gif
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 static/image/common/back.gif
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 static/image/common/back.gif
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- 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{:sweat:}

gyzzg2030 发表于 2013-4-7 13:37:21

asha 发表于 2013-4-1 16:33 static/image/common/back.gif
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 static/image/common/back.gif
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 static/image/common/back.gif
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 static/image/common/back.gif
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 static/image/common/back.gif
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 static/image/common/back.gif
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
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