加速度计到相对位置

Question

在重新发明轮子之前,我想看看是否有人可以分享以下代码或提示:

为了获得iPhone的相对位置,需要

• 设置加速度计读取速率
• 噪声过滤加速度计响应
• 将其转换为矢量
• 低通滤波矢量以找到重力
• 从原始读数中减去重力以找到用户引起的加速度
• 过滤用户引起的加速度以获得您感兴趣的频率(可能根据应用程序进行带通)
• 整合以找到相对速度
• 整合找到位置

所以我希望人们已经写了上面的部分或全部内容,可以提供提示,或者更好的代码.

几个问题我没有找到答案:

iPhone加速度计的频率响应是多少？加速度计和模数转换器之间存在哪些硬件滤波器？

在不重复读取值的情况下,可以调用加速度计代表的最快读取速率是多少？

以上针对各种手机的差异？

设计滤波器的任何好技巧,例如用于分离重力和用户运动的截止频率？

集成步骤的任何代码或技巧？有没有理由整合到cartesion坐标系而不是矢量,反之亦然？

在实施之前应该知道的任何其他经验,技巧或信息？

Answer 1

当我找到信息时,我会在这个答案中收集它.

硬件

3GS使用ST LIS331DL 3轴±2g /±8g数字加速度计.

iPhone 4和iPad使用ST LIS331DLH 3轴±2g /±4g /±8g数字加速度计.

它们都能够在100Hz和400Hz下读取,尽管在iPhone 3G上(在iOS 4.1下),加速计代表的调用频率不超过100Hz,即使setUpdateInterval设置为更快更新.我不知道API是否允许在iPhone 4上更快地更新,Apple的文档仅仅说明最大值是由iPhone的硬件决定的.(TBD)

A/D转换器与MEM传感器位于同一芯片上,有利于抗噪声.

DL版本为8位(3GS),而DLH版本为12位(iPhone 4).DL版本中的最大偏差(偏移)是DLH(0.04g对0.02g)版本偏差的两倍.

DLH的数据表报告了加速噪声密度,但DL数据表中未报告该值.噪声密度为218μ合理的低克 /√Hz的用于DLH.

两种传感器均可提供100Hz采样或400Hz采样速率,无需定制速率.如果iPhone未以设定的采样率读取输出寄存器,传感器将丢弃值.

DL传感器的"典型"满量程值为±2.3g,但ST仅保证其至少为±2g.

温度对传感器的影响存在且可测量,但不是很显着.

TBD:

• 硬件过滤器是否已打开,过滤特性是什么？
• 加速度计的电源有多嘈杂？(任何人碰巧都有iPhone原理图？)
• 加速度计使用内部时钟为采样率和A/D转换提供时序.数据表并未指出此时钟的准确度,精度或温度灵敏度.为了准确分析时间,iPhone必须使用中断来检测样本何时完成并记录中断时间.(这是否完成尚不清楚,但这是获得准确时序信息的唯一方法)

API

请求低于100Hz的采样率会导致获取所选样本,同时丢弃其余样本.如果在软件中请求的采样率不是100Hz,则实际传感器读数之间的时间间隔不能是均匀的.即使使用100倍,Apple也不保证均匀采样率.

似乎API没有提供软件过滤.

API会将原始加速度计值缩放为表示Gs的双精度值.使用的比例因子是未知的,并且对于每个电话(即,校准的)是否不同以及是否持续校准以考虑传感器漂移是未知的.在线报告似乎表明,当iPhone平躺在水面上时,它会重新校准自己.

简单测试的结果表明,API为3GS设置的传感器为±2g,这对于手持式机芯来说通常很好.

TBD:

• Apple是否校准每个单元,以便UIAccelerometer报告1G为1G？Apple的文档特别警告不要将该设备用于敏感测量应用.
• 报告的NSTimeInterval是否表示从加速度计读取值的时间,或加速度计中断是否表示新值已准备好？