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Titolo: Accelerometro e velocità

Ciao,
mi scuso per la domanda sicuramente banale, ma sto realizzando 
un'applicazione ed i risultati mi sconfortano :)
L'applicazione ï¿œ su Android e legge i dati delle tre componenti 
dell'accelerazione prelevati dall'accelerometro.
Da questi valori volevo ricavare la velocitï¿œ e lo spazio percorso, ho 
seguito questo procedimento:
 
- sommo le tre componenti dell'accelerazione
- calcolo l'intervallo temporale tra due misurazioni
- calcolo la velocitï¿œ integrando con il metodo dei trapezi e sommando 
il valore dell'integrale precedentemente calcolato
 
Noto perï¿œ 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 
realtï¿œ fisica.
Dove sbaglio?
Grazie, ciao. Stefano.
 

 - 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.


Il tuo metodo puo' funzionare (magari con un'integrazione numerica piu' 
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

 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

Il 13/09/2012 21:55, Stefano ha scritto:

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

 Come fai a sapere valore della velocita' iniziale ?
 
Penso che parta da fermo.


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.
 

 Ciao
 
Essendo le misurazioni relative al movimento di una persona e dovendo 
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.
 

 varia rispetto a una posizione iniziale nota.
 
Potrebbe essere un modo per coadiuvare il funzionamento di un GPS quando 
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

 frengo
 
Viene effettuata una combinazione lineare dei valori delle tre 
componenti.
L'intervallo di misura ï¿œ di pochi millisecondi inoltre i dati vengono 
trattati con il filtro di Kalman onde cercare di ottenere un valore 
meno oscillante.
Il soggetto ï¿œ fermo all'inizio della misurazione per cui la velocitï¿œ 
iniziale viene assunta a valore zero.
Ciao. Stefano.
 

Tommaso Russo, Trieste scriveva il 17/09/2012 :

Ho utilizzato il metodo dei trapezi per la velocitï¿œ 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.