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Accelerometro e velocità
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Stefano
Sep 13, 2012, 3:55:42 PM9/13/12
to
Ciao,
mi scuso per la domanda sicuramente banale, ma sto realizzando
un'applicazione ed i risultati mi sconfortano :)
L'applicazione ￜ su Android e legge i dati delle tre componenti
dell'accelerazione prelevati dall'accelerometro.
Da questi valori volevo ricavare la velocitￜ e lo spazio percorso, ho
seguito questo procedimento:
- sommo le tre componenti dell'accelerazione
- calcolo l'intervallo temporale tra due misurazioni
- calcolo la velocitￜ integrando con il metodo dei trapezi e sommando
il valore dell'integrale precedentemente calcolato
Noto perￜ che esiste una deriva estremamente evidente che non riesco a
comprendere appieno, non riesco ad assegnarla unicamente allo strumento
ma credo sia dovuta anche ad una mia errata interpretazione della
realtￜ fisica.
Dove sbaglio?
Grazie, ciao. Stefano.
mi scuso per la domanda sicuramente banale, ma sto realizzando
un'applicazione ed i risultati mi sconfortano :)
L'applicazione ￜ su Android e legge i dati delle tre componenti
dell'accelerazione prelevati dall'accelerometro.
Da questi valori volevo ricavare la velocitￜ e lo spazio percorso, ho
seguito questo procedimento:
- sommo le tre componenti dell'accelerazione
- calcolo l'intervallo temporale tra due misurazioni
- calcolo la velocitￜ integrando con il metodo dei trapezi e sommando
il valore dell'integrale precedentemente calcolato
Noto perￜ che esiste una deriva estremamente evidente che non riesco a
comprendere appieno, non riesco ad assegnarla unicamente allo strumento
ma credo sia dovuta anche ad una mia errata interpretazione della
realtￜ fisica.
Dove sbaglio?
Grazie, ciao. Stefano.
Giorgio Bibbiani
Sep 17, 2012, 12:42:53 PM9/17/12
to
Stefano ha scritto:
> Da questi valori volevo ricavare la velocitￜ e lo spazio percorso, ho
> seguito questo procedimento:
>
> - sommo le tre componenti dell'accelerazione
Non ha senso sommare le tre componenti dell'accelerazione,
le devi trattare in modo indipendente se sono indipendenti,
quindi devi integrare nel tempo le tre componenti dell'accelerazione
per ottenere le tre componenti della velocita', analogamente
dovrai integrare le tre componenti della velocita' per ottenere
le tre componenti dello spostamento.
Ciao
--
Giorgio Bibbiani.
> L'applicazione ￜ su Android e legge i dati delle tre componenti
> dell'accelerazione prelevati dall'accelerometro.
Immagino tre componenti ortogonali...
> dell'accelerazione prelevati dall'accelerometro.
> Da questi valori volevo ricavare la velocitￜ e lo spazio percorso, ho
> seguito questo procedimento:
>
> - sommo le tre componenti dell'accelerazione
le devi trattare in modo indipendente se sono indipendenti,
quindi devi integrare nel tempo le tre componenti dell'accelerazione
per ottenere le tre componenti della velocita', analogamente
dovrai integrare le tre componenti della velocita' per ottenere
le tre componenti dello spostamento.
Ciao
--
Giorgio Bibbiani.
Tommaso Russo, Trieste
Sep 17, 2012, 1:01:37 PM9/17/12
to
precisa del metodo dei trapezi) solo se l'apparecchio mantiene
rigorosamente la stessa orientazione, e se il suo asse verticale e'
sempre esattamente verticale. Altrimenti:
- per ogni inclinazione, l'accelerazione di gravita' (che immagino il
tuo algoritmo debba sottrarre all'accelerazione verticale misurata)
falsa la misura delle accelerazioni "orizzontali";
- ogni rotazione il cui asse non passa per il baricentro della massa
dell'accelerometro causa accelerazioni che lo strumento misura ma non
dovrebbero essere integrate.
Prova: inclina il tuo cellulare o tablet android di 45 gradi, oppure
appoggialo su un seggiolino girevole *fuori asse* e fallo girare.
Scommettiamo che l'applicazione ti dice che hai percorso parecchi
chilometri in pochi minuti?
Purtroppo non dispongo di soluzioni semplici.
--
TRu-TS
Buon vento e cieli sereni
Daniele Orlandi
Sep 17, 2012, 2:17:17 PM9/17/12
to
Stefano wrote:
>
> Noto però che esiste una deriva estremamente evidente che non riesco a
> comprendere appieno
Ciao, quello che stai cercando di costruire si chiama "piattaforma
inerziale" e si usa sugli aerei per la navigazione.
http://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_navigation_system
Una piattaforma inerziale utilizza le accelerazioni sui tre assi, unita alle
accelerazioni angolari di tre giroscopi sui tre assi integrandole una volta
per ottenere le velocità e una seconda volta per ottenere la posizione.
Comprenderai che qualsiasi errore di misura (per rumore, imprecisione,
saturazione del sensore) siccome viene integrato, porta ad un errore
costante nella velocità e un errore che cresce linearmente nello spazio.
Le piattaforme inerziali usate in aviazione usano sensori ESTREMAMENTE
precisi (giroscopi laser) e con grande banda passante per contenere questo
errore.
Nonostante ciò, dopo un ora accumulano facilmente più di 600 metri di errore
di posizione.
Quello che tu vuoi fare con dei sensori poco precisi, non ammortizzati,
facilmente saturabili e con poca banda passante, è difficilmente
realizzabile.
Probabilmente dovrai limitare la finestra temporale in cui la posizione
varia rispetto a una posizione iniziale nota.
Ciao,
--
Daniele "Vihai" Orlandi
Bieco Illuminista #184213
>
> Noto però che esiste una deriva estremamente evidente che non riesco a
> comprendere appieno
Ciao, quello che stai cercando di costruire si chiama "piattaforma
inerziale" e si usa sugli aerei per la navigazione.
http://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_navigation_system
Una piattaforma inerziale utilizza le accelerazioni sui tre assi, unita alle
accelerazioni angolari di tre giroscopi sui tre assi integrandole una volta
per ottenere le velocità e una seconda volta per ottenere la posizione.
Comprenderai che qualsiasi errore di misura (per rumore, imprecisione,
saturazione del sensore) siccome viene integrato, porta ad un errore
costante nella velocità e un errore che cresce linearmente nello spazio.
Le piattaforme inerziali usate in aviazione usano sensori ESTREMAMENTE
precisi (giroscopi laser) e con grande banda passante per contenere questo
errore.
Nonostante ciò, dopo un ora accumulano facilmente più di 600 metri di errore
di posizione.
Quello che tu vuoi fare con dei sensori poco precisi, non ammortizzati,
facilmente saturabili e con poca banda passante, è difficilmente
realizzabile.
Probabilmente dovrai limitare la finestra temporale in cui la posizione
varia rispetto a una posizione iniziale nota.
Ciao,
--
Daniele "Vihai" Orlandi
Bieco Illuminista #184213
frengo
Sep 18, 2012, 1:21:18 AM9/18/12
to
Il 13/09/2012 21:55, Stefano ha scritto:
Due misurazioni di quanto sono intervallate piu' o meno ?
Sei sicuro che si possa considerare costante l'accelerazione in quel
lasso di tempo ?
Come fai a sapere valore della velocita' iniziale ?
frengo
Tommaso Russo, Trieste
Sep 18, 2012, 10:04:39 AM9/18/12
to
Il 18/09/2012 07:21, frengo ha scritto:
> In che senso "sommi" le tre componenti dell'accelerazione ?
Spero proprio che le sommi vettorialmente. Altrimenti, altro che "deriva"...
> In che senso "sommi" le tre componenti dell'accelerazione ?
> Come fai a sapere valore della velocita' iniziale ?
Stefano
Sep 18, 2012, 11:24:31 AM9/18/12
to
Sembra che Daniele Orlandi abbia detto :
Immaginavo che la deriva fosse dovuta a questo, non dispongo di un
giroscopio ma volevo utilizzare il sensore di campo magnetico per avere
una stima assoluta della posizione dello strumento (telefono mobile)
per ottenere le proiezioni delle componenti dell'accelerazione sugli
assi.
Temo però che la deriva sarà sempre presente e che non vi siano mezzi
per evitarla a meno di restringere molto l'intervallo di misura, come
da te indicato.
Grazie, ciao. Stefano.
giroscopio ma volevo utilizzare il sensore di campo magnetico per avere
una stima assoluta della posizione dello strumento (telefono mobile)
per ottenere le proiezioni delle componenti dell'accelerazione sugli
assi.
Temo però che la deriva sarà sempre presente e che non vi siano mezzi
per evitarla a meno di restringere molto l'intervallo di misura, come
da te indicato.
Grazie, ciao. Stefano.
Stefano
Sep 18, 2012, 11:28:58 AM9/18/12
to
Scriveva Giorgio Bibbiani lunedì, 17/09/2012:
> Stefano ha scritto:
>> L'applicazione è su Android e legge i dati delle tre componenti
>> Da questi valori volevo ricavare la velocità e lo spazio percorso, ho
calcolare anche il lavoro compiuto, pensavo che effettuare una
combinazione lineare delle componenti avesse come risultato una stima
del movimento globale effettuato.
Attualmente l'integrazione viene effettuata su tale combinazione,
proverò sulle singole componenti (eventualmente correggendole con i
valori esplicitati dal sensore di campo magnetico) e verificherò la
deriva.
Grazie, ciao, Stefano.
> Stefano ha scritto:
>> L'applicazione è su Android e legge i dati delle tre componenti
>> dell'accelerazione prelevati dall'accelerometro.
>
> Immagino tre componenti ortogonali...
>
Esattamente.
>
> Immagino tre componenti ortogonali...
>
>> Da questi valori volevo ricavare la velocità e lo spazio percorso, ho
>> seguito questo procedimento:
>>
>> - sommo le tre componenti dell'accelerazione
>
> Non ha senso sommare le tre componenti dell'accelerazione,
> le devi trattare in modo indipendente se sono indipendenti,
> quindi devi integrare nel tempo le tre componenti dell'accelerazione
> per ottenere le tre componenti della velocita', analogamente
> dovrai integrare le tre componenti della velocita' per ottenere
> le tre componenti dello spostamento.
>
> Ciao
Essendo le misurazioni relative al movimento di una persona e dovendo
>>
>> - sommo le tre componenti dell'accelerazione
>
> Non ha senso sommare le tre componenti dell'accelerazione,
> le devi trattare in modo indipendente se sono indipendenti,
> quindi devi integrare nel tempo le tre componenti dell'accelerazione
> per ottenere le tre componenti della velocita', analogamente
> dovrai integrare le tre componenti della velocita' per ottenere
> le tre componenti dello spostamento.
>
> Ciao
calcolare anche il lavoro compiuto, pensavo che effettuare una
combinazione lineare delle componenti avesse come risultato una stima
del movimento globale effettuato.
Attualmente l'integrazione viene effettuata su tale combinazione,
proverò sulle singole componenti (eventualmente correggendole con i
valori esplicitati dal sensore di campo magnetico) e verificherò la
deriva.
Grazie, ciao, Stefano.
lefthand
Sep 18, 2012, 11:04:48 AM9/18/12
to
Il Mon, 17 Sep 2012 20:17:17 +0200, Daniele Orlandi ha scritto:
> Quello che tu vuoi fare con dei sensori poco precisi, non ammortizzati,
> facilmente saturabili e con poca banda passante, è difficilmente
> realizzabile.
>
> Probabilmente dovrai limitare la finestra temporale in cui la posizione
> varia rispetto a una posizione iniziale nota.
Potrebbe essere un modo per coadiuvare il funzionamento di un GPS quando
> Quello che tu vuoi fare con dei sensori poco precisi, non ammortizzati,
> facilmente saturabili e con poca banda passante, è difficilmente
> realizzabile.
>
> Probabilmente dovrai limitare la finestra temporale in cui la posizione
> varia rispetto a una posizione iniziale nota.
non viene raggiunto dal segnale satellitare, per esempio in galleria.
Credo che i GPS integrati usino i dati del computer di bordo per stimare
la posizione del veicolo in zona d'ombra, cosa che un cellulare non può
fare.
--
Firma in allestimento
Stefano
Sep 18, 2012, 11:21:07 AM9/18/12
to
Nel suo scritto precedente, frengo ha sostenuto :
>>
>
> In che senso "sommi" le tre componenti dell'accelerazione ?
> Due misurazioni di quanto sono intervallate piu' o meno ?
> Sei sicuro che si possa considerare costante l'accelerazione in quel lasso di
> tempo ?
> Come fai a sapere valore della velocita' iniziale ?
>
> frengo
Viene effettuata una combinazione lineare dei valori delle tre
componenti.
L'intervallo di misura ￜ di pochi millisecondi inoltre i dati vengono
trattati con il filtro di Kalman onde cercare di ottenere un valore
meno oscillante.
Il soggetto ￜ fermo all'inizio della misurazione per cui la velocitￜ
iniziale viene assunta a valore zero.
Ciao. Stefano.
>>
>
> In che senso "sommi" le tre componenti dell'accelerazione ?
> Due misurazioni di quanto sono intervallate piu' o meno ?
> Sei sicuro che si possa considerare costante l'accelerazione in quel lasso di
> tempo ?
> Come fai a sapere valore della velocita' iniziale ?
>
> frengo
componenti.
L'intervallo di misura ￜ di pochi millisecondi inoltre i dati vengono
trattati con il filtro di Kalman onde cercare di ottenere un valore
meno oscillante.
Il soggetto ￜ fermo all'inizio della misurazione per cui la velocitￜ
iniziale viene assunta a valore zero.
Ciao. Stefano.
Stefano
Sep 18, 2012, 11:32:27 AM9/18/12
to
Tommaso Russo, Trieste scriveva il 17/09/2012 :
Ho utilizzato il metodo dei trapezi per la velocitￜ di elaborazione in
quanto consideravo lo scarso intervallo temporale tra due misure, quale
altro metodo di integrazione numerica potrebbe essere idoneo?
Non disponendo di un giroscopio ma unicamente di un sensore di campo
magnetico contavo di correggere i valori delle misure con i dati da
esso recuperati, in modo da avere le i valori delle proiezioni delle
componenti su un sistema assoluto, potrebbe avere un senso?
Grazie, ciao. Stefano.
quanto consideravo lo scarso intervallo temporale tra due misure, quale
altro metodo di integrazione numerica potrebbe essere idoneo?
Non disponendo di un giroscopio ma unicamente di un sensore di campo
magnetico contavo di correggere i valori delle misure con i dati da
esso recuperati, in modo da avere le i valori delle proiezioni delle
componenti su un sistema assoluto, potrebbe avere un senso?
Grazie, ciao. Stefano.
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