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两轴加速度传感器测量结果为如何利用θxx和F

更新时间:2024-01-01

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资源介绍

1.倾斜角检测原理W9H物理好资源网(原物理ok网)

对于轴加速度传感,当它的传感器方向和重力加速度方向一致时,假这般时为零倾斜角度,设加速度传感检测结果为F(θ),θ为倾斜角度,g为重力加速度,如图1所示。W9H物理好资源网(原物理ok网)

所以当倾斜角θ太小时,检测的帧率都会太小,当角度足够大时精度就会上升。所以对一轴倾斜角传感的运用是:把它的传感器方向与重力加速度方向垂直时的状态设为零倾斜角度,文献运用此方式检测倾斜角,如图2所示,此时:W9H物理好资源网(原物理ok网)

此时倾斜角度小时检测精度高,而对于一轴加速度传感而言,只能测一个方向的倾斜角。所以用一个两轴加速度传感,两个传感器方向皆垂直于重力加速度,当两轴倾斜角倾斜时,加速度传感检测结果为:W9H物理好资源网(原物理ok网)

怎样借助θx,θy求出倾斜角θ。首先定义两组三轴向量:[x,y,z]为参考O倾斜向量,[u,v,r]为倾斜后的向量。如图3所示,设向量[z,y,z]先绕y轴倾斜,再绕x轴倾斜,所以从[x,y,z]到[u加速度的五个公式,v,r]的转换为:W9H物理好资源网(原物理ok网)

设x,y为水平方向,z为垂直方向。(x,y,z)=(0,0,1)于是便有:W9H物理好资源网(原物理ok网)

此时u=kF(θx)=kgsinθx,v=kF(θy)=kgsinθy,所以:W9H物理好资源网(原物理ok网)

而传感实际倾斜角为:W9H物理好资源网(原物理ok网)

所以只要得出两轴加速度传感检测结果F(θx)和F(θy)就可以估算出θx和θy,因而晓得总的倾斜度。W9H物理好资源网(原物理ok网)

检测一个全方位,全摆幅的倾斜角就必须使用三轴加速度计。W9H物理好资源网(原物理ok网)

运用三轴加速度计检测倾斜角就必须把检测范围分为两档,一档为倾斜角为-π/4~π/4,二档为倾斜角为(-π/2~-π/4)&(π/4~π/2)。当倾斜角度在±π/4之间时,W9H物理好资源网(原物理ok网)

这儿以F(θz)的值作为界定档次的根据。在一档中F(θx)加速度的五个公式,F(θy)的帧率很高,此时相当于运用一个两轴加速度传感检测全方位,低摆幅倾斜角,运用式(15)可以估算倾斜角。在二档中F(θz)的码率都很高,此时相当于运用一个一轴加速度传感检测全方位,高倾斜角度的倾斜角,运用式(1)可以估算倾斜角。W9H物理好资源网(原物理ok网)

2.零点偏斜W9H物理好资源网(原物理ok网)

零刻度偏斜的解决方案,当倾斜角较小时,z轴数据的帧率极低,影响检测精度,所以此时运用其中两轴进行倾斜角检测将更精确。为提升精度,须要对倾斜角传感进行调零校准,校准后的结果将是检测值乘以偏斜值后的数据。偏斜值的检测方式:W9H物理好资源网(原物理ok网)

将传感放置在一个校正水平面上,此时的输出即为偏斜值。W9H物理好资源网(原物理ok网)

接出来就是用代码实现该算法(注意根号不能有正数):W9H物理好资源网(原物理ok网)

float(floatax,floatay,floataz,char,char,char)W9H物理好资源网(原物理ok网)

floatg=9.80665;W9H物理好资源网(原物理ok网)

floattemp;W9H物理好资源网(原物理ok网)

float=0;W9H物理好资源网(原物理ok网)

temp=((sqrt(2)/2)*g/10);W9H物理好资源网(原物理ok网)

if(az>((sqrt(2)/2)*g/10))W9H物理好资源网(原物理ok网)

=(1-ay*ay)-(1-ax*ax);W9H物理好资源网(原物理ok网)

if(=-;W9H物理好资源网(原物理ok网)

=acos(sqrt());W9H物理好资源网(原物理ok网)

=/PI*180;W9H物理好资源网(原物理ok网)

if(==1||==1)W9H物理好资源网(原物理ok网)

+=90;W9H物理好资源网(原物理ok网)

elseW9H物理好资源网(原物理ok网)

=90-;W9H物理好资源网(原物理ok网)

elseW9H物理好资源网(原物理ok网)

=asin(az);W9H物理好资源网(原物理ok网)

=/PI*180;W9H物理好资源网(原物理ok网)

if(==1)W9H物理好资源网(原物理ok网)

+=90;W9H物理好资源网(原物理ok网)

elseW9H物理好资源网(原物理ok网)

=90-;W9H物理好资源网(原物理ok网)

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