如何从 3 轴加速度计数据中获取运动大小

Posted 2023-04-14

【中文标题】如何从 3 轴加速度计数据中获取运动大小

【英文标题】：How to getting movement size from 3 axis accelerometer data

【发布时间】：2014-01-22 03:07:19

【问题描述】：

我做了很多实验，使用加速度计来检测运动大小（幅度），只是 x、y、z 加速度中的一个值。我正在使用加速度计更新频率为 1.0 / 50.0 (50HZ) 的 iPhone 4，但我也尝试过 100HZ、150HZ、200HZ。

例子：

X轴加速度 Y轴加速度 Z轴加速度

我假设（我希望我是正确的）加速度是图表上的小峰值，而不是大步。我认为从我的实验来看，大台阶显示了设备的位置。如果改变了位置，步骤也会改变。

如果我之前的假设是正确的，我需要从图中截取峰值并总结它们。我的问题来了，我怎样才能在不丢失信息和峰值大小的情况下削减这些峰值。

我知道高通滤波器会做这种思考（通过高峰值并阻挡噪音，小的噪音，我读过一些关于滤波器的论文。但对我来说，滤波器从我的“信号”（加速度计数据）。

我认为应该有更好的方法从数据中获取信息。

我试过一个简单的，看起来不错，但不正确。

我使用我的函数 ma​​gnitude

做了这些数据数据

for i = 2 : length(x)
    converted(i-1) = x(i-1) - x(i);
end

x 是我的数据，转换后的数组是结果。

下面一行生成了下面的图片，看起来不错。

xyz = magnitude(datay) + magnitude(dataz) + magnitude(datax)

但是，该解决方案的问题在于，如果我有持续加速，图表只会显示第一个点，然后下降。我知道我需要某种更好的过滤器，但我有点困惑。你能给我一些建议，我该如何正确地做到这一点。

感谢您的宝贵时间， 非常感谢您的帮助

编辑（Zaph 问题的答案）：

你想完成什么？ 我想测量将 iPhone 放在桌子、椅子或床上时的运动。如果我把一支铅笔放在它显示给我的桌子上，加速度计就会非常灵敏。我想测量在特定时间发生的所有运动。

什么是比例单位？ 我没有缩放数据。

当您说“设备位置”时，加速度计提供运动（在带有陀螺仪的 iPhone 中） 我只使用加速度计。当我像下图那样放置设备时，我在 x 坐标上得到了大约 -1 的值，在 z 和 y 坐标上得到了 0.0 左右的值。这就是我所说的设备位置。

【问题讨论】：

你想完成什么？什么是比例单位？当您说“设备位置”时，加速度计提供运动（在带有陀螺仪的 iPhone 中）。

我已经用答案编辑了我的问题。感谢您的关注。

我要么仍然难以理解该问题，要么该问题与Indoor Positioning System based on Gyroscope and Accelerometer 重复，可能还有许多其他问题。

感谢您的留言，在我提出问题之前，我已经回答了所有与加速度计相关的问题，我认为这不是重复的。

您是要测量 iPhone 的移动还是检测周围的移动。如果要计算 iPhone 的运动，只有陀螺仪和加速度计基本上是不可能的，需要更多的数据

【参考方案1】：

从加速度计返回的测量值是加速度，而不是位置。

我不确定您所说的“大步”是什么意思，但峰值显示出加速的变化。保持设备静止时值不为 0 的事实是由于重力以 9.81 m/s^2（加速度矢量的大小）对设备进行加速。

【讨论】：

对不起我想说的位置。如果您像上图那样放下手机，当设备处于静止状态时，您会在 x 坐标上获得大约 -1 的值。我认为这些是像“椅子”一样的大步骤。峰值显示实际加速度。如果我把我的设备放在桌子上，在我稍微摇晃桌子之后，我得到了一个小峰值。我只想要这些显示实际加速度的峰值。

在基本加速度计数据中，您会得到两件事：1）重力，它本质上是一个恒定的设备运动。在我提到的例子中，你得到的是移除重力的运动。你还在寻找什么？陀螺仪提供围绕其轴的运动。在这些之间，您应该能够解决所有可能的问题。需要注意的是准确性可能不足以满足您的需求。如果您不愿意或无法提供有关您想要什么的更详细信息，则几乎无法提供帮助。

【参考方案2】：

您可能正在尝试做一些非常困难的事情，尤其是手机中嵌入的低质量传感器。即获取手机的实际坐标加速度。

您可以做的是检测手机被移动或触摸的时间段。您可以首先计算加速度信号的幅度（范数），然后使用移动窗口检查样本标准偏差小于某个阈值的区域。确定手机如何移动是更复杂的问题。当然，您可以检查运动之间静止区域的方向。