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加速度计实现计步器的距离计算经验总结
计步器研发工程师 / 2014-07-30

 我做过用加速度传感器来2次积分求位移的系统。   实验了2种数字接口的加速度传感器,由于被采集设备的固有振动噪声等,采集的数据点里面噪声一堆一堆的,试了好几种数字滤波的方法,都是没啥显著改善的。后来采用模拟接口的加速度传感器是VTI系列的模拟输出接口,外加模拟滤波放大啥的,获取了还算可以的效果,就是成本比数字的贵了1倍。

 总结下来的规律是被测物体的速度变化越剧烈,位移积分的效果越好; 如果物体变化的非常缓慢的话,需要采用高精度的加速度传感器,并且注意要设备自身的晃动带来的误差。   所以数字接口的传感器只能用来大致测量运动较快的位移,对缓慢的效果极差。高精度的数字加速度也少,对电源的要求也很高,所以后来么,采用模拟接口的传感器+放大电路来实现对缓慢变化信号的采集,总的系统误差最大是3%~5%。 运动越快,误差越小。越慢,则误差越大     在我们的健康意识日益提高的世界,实际上存在着采用各种灵巧器械的运动模式。为移动电话增加一片计步器——你几乎走到哪里都携带的一片精巧的便携式电子设备,是一种显而易见的应用。用户可以测量他们已经走了多远并且已消耗了多少卡路里能量。在当今市场上确实有几款这种功能的手机。

   虽然加速度计可以很容易地完成计算行走的步数,然而由于步长因人而异(大约相差±30%)并且检测结果也取决于人的行走速度(通常误差大于±25%),所以不能精确检测出在经过的距离内的行走步数。但是通过实际测量移动电话(在衣袋中或挂在腰带上)所经历的加速度可以对经过的距离做出非常好的估计。公共领域已有算法可保证步进计数器的精度优于95%,行走距离的精度优于90%(请见ADI公司关于该算法的应笔记AN-602)。  计步器要求加速度计具有很低的功耗(因为加速度计实际上总是处于开启状态)和至少±2 g的测量范围。


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