加速度センサーから重力の影響を取り除くには？（２）

加速度センサーの加速度の大きさを求める方法はアテがついたものの、符号の判定という宿題が残っており、息子にアルゴリズムの開発を託しました。





息子がウンウン唸っているので、少し様子を見てみると、想像以上に難しい宿題を与えてしまったようです。単純にセンサーの進行方向の符号で判定すれば良いと思っていたのですが、実はそう簡単ではありません。

繰り返しになりますが、下記のような加速度 a と重力加速度 g 、合成加速度 p を考えます。




少し傾いた状態であれば、下記の px の符号と加速度 a は同じ符号になります。




しかし、もっと傾いた状態の場合、px の符号と加速度 a は異なる符号になり逆向き方向と見分けがつかなくなります。




さらに、加速度 a が重力加速度 g よりも大きい場合、等しい場合などいろいろな場合で考える必要があります。それらを検証するために息子はわざわざツールを作りました。





なかなか苦闘のあとが伺えます。で、最終的な息子の結論は、「回転する軸の環境下において、加速度センサーの単一の値だけでは符号は判定できない。」というものでした。

それまでの動きで推定をすることはできると思いますが、ジャイロを搭載したほうが確実ということです。最低でも６軸センサーは必要みたいですね。息子に勉強させてもらいました。立派に成長したなぁ～。
･:*:･(￣∀￣ )｡･:*:･

---

uxcell MPU-6050 使用　9軸ジャイロスコープ・３軸加速度センサー モジュール　1個入り

• 出版社/メーカー: uxcell
• メディア: その他

Arduino Pro Mini 328 3.3V 8MHz

• 出版社/メーカー: スイッチサイエンス
• メディア: エレクトロニクス

TWE‐Liteではじめる「センサー」電子工作―「加速度」「位置」「温度」の情報を無線で飛ばす! (I・O BOOKS)

• 作者: 大澤 文孝
• 出版社/メーカー: 工学社
• 発売日: 2015/11
• メディア: 単行本

---

タグ：加速度センサー

コメント 3

御子息には、是非とも防衛技術研究本部にお勤めして、ミサイルのキネティック弾頭を研究して頂きたいです・・・が、今しか出来ない事も楽しんでね（＾＾）
by taka (2016-04-01 20:33) 

わー、すごい！ 頼もしいヾ(≧▽≦)ﾉ
息子さん、高校入学とともに理系への道まっしぐらになりそうですね！

by saia (2016-04-02 16:25) 

takaさん、saiaさん、コメントありがとうございます。
少し気が早いですが、父親の私としては私と同じ工学部に進んでくれればいいなと思っていますが、一度しかない高校時代ですので、いろんなことにチャレンジして楽しんでもらえればと思っています。
（＾＾）
by ys_oota (2016-04-02 23:52)