使用加速度计获取高度距离

Question

使用加速度计获取高度距离

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我已经搜索了数小时，仍然没有找到我的问题的明确答案。情景如下：用户尽可能高地扔出一部iPhone手机，我想测量iPhone上升的高度。我想使用Core Motion的加速计，并已经成功实现了一个简单的系统，可以给我三轴上的加速度数据。然而，这只是加速度。根据我的物理知识，计算最大高度的公式是（V0^2）/2*g，其中V0是初始速度。我有加速度值，但需要将其转换为速度值或者直接从加速计中获取速度值，请问是否有任何想法呢？我知道这不完全涉及编程，但我只是想在这方面得到些帮助 :)

- BalestraPatrick

2个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Zuu · Answer 1

问题：

在物理计算中，除了速度，还有一些问题需要解决才能得到结果。

投掷角度相对于重力方向的。如果不知道这个角度，就无法知道相对垂直距离。
投掷过程中参考系的方向（你不能从设备本身的加速度中推断出速度，除非考虑到手机加速时旋转的变化）。

但是！你可以决定假设某些事情，以使这些烦人的问题消失！

合理假设：

设备在被抛出后又被接住，并且相对高度与抛出时相同。

这个假设将问题简化为一个更简单的问题，我们只需要找到自由落体时间的持续时间，即可确定相对抛出高度。

你所需要做的：

判断设备是否处于自由落体状态相对容易，因为总重力将近为 0 m/s^2。

然而，这仍然存在一个小问题，因为加速度计可能不在手机的重心上，所以它将在自由落体过程中沿着一个特定方向经历恒定加速度（如果手机围绕自身旋转）。

基于空中停留时间确定垂直抛掷高度的数学问题留给读者作为练习 :-)

- Kay · Answer 2

首先，已经有一个应用程序完全符合您的要求：Send Me To Heaven。您在苹果应用商店中找不到它，因为它从未通过审核，猜猜为什么;-)

正如您所述，您只能访问加速度。h = v₀²/(2*g) 是正确的。要获取起始速度v₀，您需要通过时间数值积分加速度。最棘手的部分将是找到确定时间间隔[t₁, t₂]的必要和充分条件。加速阶段何时开始，何时结束。

另一件要考虑的事情是避免欺骗用户，他们只需围绕自己的轴旋转几秒钟，然后模拟飞行阶段。在那里，您可能还需要考虑着陆阶段：当用户抓住设备时，您应该注册强烈的减速。

但是，请不要期望此应用程序能够进入商店，在Google Play上，竞争对手更快。