Wie Entfernung berechnen, basierend auf Telefon-Beschleunigung

Grundlagen, ist einfach. In der analogen Welt, die Sie verwenden kontinuierliche Mathematik, das ist:

velocity = integrate(acceleration)
distance = integrate(velocity)

und in der digitalen Welt ist es noch einfacher, Sie verwenden diskrete Mathematik, wo der integration wird Summierung:

velocity = sum(acceleration)
distance = sum(velocity)

Nur halten Sie das hinzufügen, bis alle Werte der Beschleunigung, die Sie gelesen und Sie irgendwann Abstand.

Das große problem mit diesem ist, dass auf dem Planeten Erde gibt es eine Konstante Beschleunigung nach unten von etwa 10 m/s/s aufgrund der Schwerkraft. Herauszufinden, welcher Teil Ihres Vektors der Schwerkraft, ist der schwierige Teil.

BTW, die Schwerkraft ist wie Beschleunigungssensoren erkennen kann kippen. Also, wie Sie es tun, es sei denn, Sie können die Berechnung der Neigung unabhängig von den Beschleunigungssensoren (zum Beispiel mit Hilfe von gyros) Ihr code wird meist Messen die Neigung, anstatt von der Entfernung.

HA! Ich habe gerade gemerkt, meine Letzte Aussage, dass viele iPhone-apps funktionieren nicht im Raum 😛

Zusätzliche Antwort:

Basiert auf einem "Kommentar" geschrieben von der OP (als Antwort entweder unten oder oben in dieser Antwort) es sieht aus wie ich brauche, um weitere Erläuterung. Die Umsetzung ist wirklich, wirklich einfach, dass die Menschen nicht vertraut mit der Mathematik zu denken, es muss komplizierter sein als das. Der pseudocode ist wie folgt:

//Set distance to zero at start-up:
var distance_X = 0
var velocity_X = 0

function update_acceleration_X (acceleration_X) {
    velocity_X = velocity_X + acceleration_X
    distance_X = distance_X + velocity_X
}

//To use the distance value just read the distance_X variable:
function get_distance_X_and_reset () {
    x = distance_X
    distance_X = 0
    return x
}

Entfernung wird immer gemessen von wo aus Sie die software das erste mal startet, es sei denn, Sie setzen den Abstand variable auf null. Der Beschleunigungssensor muss ständig gelesen werden (vorzugsweise in Höhe der Beschleunigungssensor selbst misst Kräfte), und die Werte von Geschwindigkeit und Abstand entsprechend aktualisiert. Wenn Sie möchten, um zu wissen, die Entfernung vom Startpunkt Lesen Sie einfach die Entfernung variable.

Mehrere Dinge: alle Höhe, der Neigung, egal wie geringfügig, fügt drift. D.h. es wird immer eine kleine Menge der Konstanten Beschleunigung in die eine oder in die andere Richtung, es sei denn, der Winkel der Neigung, sich selbst ständig verfolgt. Sogar Atom-U-Boote, ausgerüstet mit hochpräzisen Beschleunigungssensoren und gyros, denn GPS funktioniert unter Wasser nicht, müssen in regelmäßigen Abständen Oberfläche und sync, mit GPS, um dies zu korrigieren drift.

Zweiten, der Beschleunigungsmesser misst die Kraft, keine Bewegung. Jede Art von Gewalt gemessen wird. Ich erwähnte Schwerkraft, sondern auch Maßnahmen, die Beulen verursacht durch Reibung mit einem Tisch, Ihr Puls wie Ihren Herzschlag und Atmung verursachen, Ihre hand zu schütteln, etwas, nichts. Die gute Nachricht ist, dass auf lange Sicht alle diese Kräfte werden durchschnittlich aus und die Formel noch korrekt. Aber in der kurzen Frist bedeutet dies, dass Ihre Lektüre wird zu laut sein. Es gibt eine Menge tricks, die Menschen haben sich mit, minimieren sich diese Geräusche mit Dingen wie Weiner und Kalman-Filter.

Dritten, wie Sie vielleicht bemerkt haben, Beschleunigungssensor Lesen ist nicht konstant. Ich nicht einfach bedeuten, dass die Werte unterschiedlich sind jedes mal, wenn Sie Sie Lesen, das ist offensichtlich, aber es ändert sich auch die Werte, die in-zwischen den Lesungen. Jeder Wert, den wir vermissen, wirkt sich auf unsere Genauigkeit, so ist es wichtig zu Lesen, dass die Werte so oft wie möglich. Nun, die gute Nachricht ist, dass auf lange Sicht alle diese Fehler, verursacht durch fehlende Werte sollte den Durchschnitt aus, als Sie sind Häufig verursacht durch ruckartige Bewegungen oder Vibrationen und unsere Formel ist wieder noch korrigieren. Aber es bedeutet wieder, dass in der kurzen Ausführung dieses fügt ein Rauschen zu unserem system. Wenn Sie einen guten perdictive filter wie ein Kalman-filter, dann sollte es in der Lage sein, um dies zu berücksichtigen, aber schwächer Filter können etwas Hilfe benötigen. Ein Weg dies zu tun besteht durchschnittlich aus jeder Beschleunigung Lesung mit der vorherigen Lesung. Beachten Sie, dass es muss, werden die bisherigen "real" zu Lesen, nicht den vorherigen gemittelten Lesen.

Mehr Genauigkeit als dies geht in den Bereich der Inertial Measurement Units (IMU) und inertiales und eine Menge ziemlich haarig Vektor-und matrix-Mathematik. Es gibt open-source-Projekte tun dies aber nicht (weniger als 10 Jahren dieses Zeug war streng militärisch, da Sie wissen, U-Booten und cruise-missiles verwenden).

Diese Sparkfun Artikel haben einige nette links unten und einige Referenz-code:

http://www.sparkfun.com/products/9268

http://www.sparkfun.com/products/8454

Hoffe das hilft. Und wenn sonst noch jemand links zu jedem Artikel was helfen kann, bitte kommentieren.

Beispiel

Natürlich, wenn Sie wollen echte Einheiten, die Sie benötigen, um Maßstab für die sample-rate. Zum Beispiel bei einer Beschleunigung von 9m/s für 80ms bedeutet, dass Ihre Geschwindigkeit ist (9m/s/s * 0.08s) = 0.72m/s. Die obigen pseudocode wird vereinfacht vorausgesetzt, Sie kümmern sich nicht um Einheiten. Die endgültigen Werte werden noch stellen Distanz als Zahl, es ist nur so, dass die Anzahl hat wenig Bezug zu realen Einheit der Messung. Wenden Sie einfach eine scaling-Funktion am Ende kalibriert, um Ihr pixel-Werte. Wie auch immer, hier ein Beispiel mit real-world-Einheiten, um zu klären, was passiert:

given the following acceleration readings:
9m/s/s
3m/s/s
0m/s/s
0m/s/s
0m/s/s
-5m/s/s
-7m/s/s

assuming an 80ms sample rate
we can derive the following velocities:
0.72m/s (what you get from accelerating 9m/s for 80ms)
0.96m/s
0.96m/s
0.96m/s
0.96m/s
0.56m/s
0m/s

from that we can derive the following distances:
57.6mm (what you get from moving at 0.72m/s for 80ms)
134.4mm
211.2mm
288mm
364.8mm
409.6mm

Nun, wenn man die abgeleiteten Entfernungen und führen Sie einen reverse-Berechnung wie gewohnt (v = (s2-s1)/t und a = (v2-v1)/t), solltest du die Beschleunigung Messen zurück.

InformationsquelleAutor slebetman