资产监测设备中定位角度的计算

Posted 2021-10-07 瑞奇Ricky

近期笔者在资产监测设备的开发过程中，对于定位的精准度作出了进一步优化，以满足客户在三轴传感器或者六轴姿态传感器上，对角度检测的需求。

如何在三轴传感器或六轴姿态传感器上计算角度成为一个较为普遍的问题。

基于此问题的背景，笔者首先需要简单介绍资产监测设备，再根据此问题提出解决方案，为后期的工作人员提供参考。

资产跟踪设备主要应用于物流运输行业，只需要将设备安装在货物中，即可对货物的运输速度、运输轨迹、运输路线作出实时监测。避免资产在运输过程中受损。同时资产监测设备的运动传感器还能对货物是否发生碰撞等状况进行监测。除了在运输行业，资产监测设备还能应用在铁路防护、公共设备监测等方面，当公共设施受到破坏时，通过云端管理系统即可及时收到相关信息，避免公共资产受损范围不断扩大。对于设备的定位功能，主要依靠WIFI/GNSS/LBS定位方式，针对定位角度检测的需求，可参考以下内容。

计算定位角度方式：
在角度检测可以通过三轴加速度传感器在力的方向上的矢量分解计算出。当水平是，三轴仅Z轴收到1g的力，XY上收到的力为0.
当倾斜一定角度后，三轴的合力受引力的影响向下，因此通过力的分解，通过就差年起读出三轴收到的力，通过arctan反推出每个相互轴之间的角度。


tan(Ф) = Ay / Az，即：Ф = arctan(Ay / Az)
θ = arctan(-Ax / sqrt(Ay^2 + Az^2))
θ 表示重力加速度与“Y-Z 平面”的夹角
在C库中调用Sqrt开根以及atan2这两个函数获取角度变换。
对于同样使用资产检测设备的用户，在检测定位角度问题上， 可参考以上文档。