accelerometer - 如何确定绝对方向

Question

我有一个 xyz 加速度计和磁力计。现在我想使用两者来确定设备的方向。我看到的问题是，根据设备方向，我需要以不同的顺序使用传感器。

让我举个例子。如果我的设备面向我，那么可以使用加速度计确定滚动和俯仰的变化。对于偏航，我使用磁力计。

但是，如果我将设备水平放置（即，将其旋转 90º，面向天花板），则不会注意到向上矢量（现在是水平）的任何变化，因为加速度计没有检测到任何变化。现在可以用磁力计检测到这一点。

所以问题是，如何确定何时使用其中一个。这两个传感器都足够了吗，还是我需要别的东西？

谢谢

Answer 1

关键是使用重力和磁力计这两个向量的叉积。叉积给出了一个垂直于它们的新向量。这意味着它是水平的（垂直于向下）并且与北方成 90 度。现在你有了定义方向的三个正交向量。这有点难看，因为它们并不都是垂直的，但很容易修复。然后，如果您将这个新矢量与重力矢量相交，则给出垂直于重力矢量和磁体平面矢量的第三个矢量。现在您有了定义 3D 方向坐标系的三个垂直向量。原始加速度计（重力）向量定义 Z（上/下），两个叉积向量定义方向的东/西和北/南分量。

Answer 2

这是一些贯穿这个项目的文档。从其他答案可以清楚地看出，数学可能很棘手。 http://www.freescale.com/files/sensors/doc/app_note/AN4248.pdf

Answer 3

我认为“如何确定何时使用其中一个”的问题是错误的。您应该始终使用两个传感器进行定位。在某些情况下，其中之一是无用的。然而，这些都是边缘情况。

Answer 4

如果我理解正确，您将需要一些东西来根据基点（北、东、南和西）检测俯仰（倾斜）和方向。

可以从加速度计读取间距。

可以从指南针读取根据基点的方向。

将这两个传感器的输出正确地与软件中的正确数学相结合，很可能会为您提供绝对方向。

我认为这样是可行的。

祝你好运。

Answer 5

如果您仍然需要绝对方向，您可以查看 Adafruit 的这个突破板：https ://www.adafruit.com/products/2472 。主板的好处是它有一个 ARM Cortex-M0 处理器来为你做所有的计算。