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加速度センサーから重力の影響を取り除くには?(2) [Arduino]

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。


DSC03897.jpg


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。

スライド2.PNG


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。

スライド3.PNG


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。

スライド4.PNG


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。


DSC03893.JPG


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~。
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