如何在安卓智能手机上使用加速度传感器来计算位移距离？

Question

如何在安卓智能手机上使用加速度传感器来计算位移距离？

androidaccelerometerdistancegyroscopecompass

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我有一部安卓智能手机，其中包含加速度传感器、指南针传感器和陀螺仪传感器。

我想使用这些传感器计算位移距离。

我已经尝试了基本方法，即：

最终速度 = 初始速度 + (加速度 × 时间)
距离 = 时间 × 速度

但是我无法得到正确的位移距离。每次尝试相同的位移距离时，我都会得到不同的结果。

- vishnu vigneshwar

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几乎不可能使用手机传感器进行位移计算。这里有一个相关的问题：https://dev59.com/QWsz5IYBdhLWcg3wiYY0 - JiTHiN

还有其他特定的传感器可用于计算距离吗？@rIHaN JiTHiN - vishnu vigneshwar

你尝试过使用“计步器API”吗？它并不完全是位移测量，但可以检查一下是否有用。 - JiTHiN

我已经尝试了步数计数API用于行人，但现在我正在尝试将其应用于我的遥控轮式汽车，对此我不知道该怎么做。@rIHaN JiTHiN - vishnu vigneshwar

手机连接到车上了吗？ - JiTHiN

是的，智能手机将附在汽车仪表板上。 - vishnu vigneshwar

2个回答

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如@rIHaNJiTHiN在评论中提到的，没有可靠的方法从二阶和三阶传感器（测量位移导数如速度和加速度的传感器）获取位移信息。

GPS是唯一可以测量绝对位移的方法，但其精度和准确性在短距离和短时间内并不高（在某些信号不好的地方尤其如此）。

- Adi Shavit

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可以查看英文原文，
原文链接

- Sam · Accepted Answer

您可能正在寻找的方程式是：

Velocity = (Gravity*Acceleration)/(2*PI*freq)

这个方程的正确单位使用（公制）应该是：

Gravity = mm/s squared = 9806.65
Acceleration = average acceleration over 1 second
Frequency = Hz (of the acceleration waveform over 1 second)

例如，如果您从加速度计的所有三个轴收集数据，则需要执行以下操作以获取3D空间中的加速度波形（以原始值表示）：

inputArray[i] = sqrt(X*X + Y*Y + Z*Z);

当数据被收集后，仅使用波形中将要收集的样本数量（如果值之间有1ms延迟，则仅使用1000个值）。

将这些值相加并除以样本数，即可得到平均值（如果加速度计数据有负值，则可能需要将所有值变为正数），您可以在查找平均值之前使用此算法来完成此操作。

for(i = 0; i < 1000; i++){
    if(inputArray[i] < 0){
        inputArray[i] = inputArray[i] - (inputArray[i]*2);
    }
}

一旦您获得了加速度的平均输出，您需要执行上述方程式。

static double PI = 3.1415926535897932384626433832795;
static double gravity = 9806.65;

double Accel2mms(double accel, double freq){
    double result = 0;
    result = (gravity*accel)/(2*PI*freq);
    return result;
}

一个示例是，在秋千上平均加速度为3 g，持续1秒钟：

注意：此计算基于正弦波形，因此频率代表的是加速器的物理运动而非采样率的频率。

Accel2mms(3, 1);

每秒3个1秒内的振荡，频率为1（一个方向上的一次摆动）= 4682.330468毫米/秒或4.7米。

希望这是你想要的内容。

请注意，此计算基于正弦波形，但正在适应根据单个运动（频率1）进行计算，因此可能不太准确。但理论上应该有效。