从加速度计数据中测量速度和距离

Question

从加速度计数据中测量速度和距离

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我正在使用一个带有9DOF（加速度计，陀螺仪，磁力计）的LSM9DS0传感器。

在接收到X、Y、Z轴（以G为单位）的加速度后，我执行以下步骤：

假设AccelX_Avg、AccelY_Avg、AccelZ_Avg是X、Y、Z方向上的平均加速度。

Accel_Avg = (sqrt(AccelX_Avg*AccelX_Avg + AccelY_Avg*AccelY_Avg + AccelZ_Avg*AccelZ_Avg)) * 9.88888;

然后我计算速度和距离

if (i_offset_distance == 0) { // calculate the speed(V1) and distance(D1) for first instant 
      i_offset_distance = i_offset_distance + 1 ;
      Serial.println("\nFirst is done \n");
      Measured_Velocity_1 = (Accel_Avg* dt_ODR_A);
      Distance_covered_1 = (Measured_Velocity*dt_ODR_A) + (0.5*Accel_Avg*dt_ODR_A*dt_ODR_A);
      }

      else{

      Measured_Velocity = Measured_Velocity_1 + (Accel_Avg* dt_ODR_A); // V2 = V1 + Accelration * Dt 
      Measured_Velocity_1 = Measured_Velocity;
      Distance_covered = (Measured_Velocity*dt_ODR_A) + (0.5*Accel_Avg*dt_ODR_A*dt_ODR_A) + Distance_covered_1;
      Distance_covered_1 = Distance_covered;
      i_offset_distance = i_offset_distance + 1;

      }

它每次都会给我速度和行驶距离的递增值，但是我希望当传感器处于静止状态时，加速度应为(0,0,g)，速度应为零。同时，如果它不动，则距离应该为0。

如何正确获得速度和总行驶距离？

非常感谢代码实现、概念、算法等任何形式的建议。谢谢。

- ZZ2014

你的母语是什么，你对积分微积分的理解程度如何？ - Beta

德语。我之前在学校里学过。@Beta - ZZ2014

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Aakash Gupta · Accepted Answer

首先，使用6点校准法来校准加速度传感器。 https://chionophilous.wordpress.com/2011/08/26/accelerometer-calibration-ii-simple-methods/ http://sailboatinstruments.blogspot.in/2011/09/improved-magnetometer-calibration-part.html 这需要使用Magneto软件进行校准。基本概念是使用偏置和灵敏度将（AccelX_Avg、AccelY_Avg、AccelZ_Avg）的值拟合到半径为9.8的球体上。这将确保IMU处于静止状态时没有加速度计值，并且距离保持几乎为零。

但由于您正在进行双重积分，距离将始终存在一些漂移，因此我更喜欢应用Kalman或DCM滤波器来过滤高频加速度计噪声和长期陀螺仪漂移...如果有任何疑问，请在下面评论。