Акселерометр: что это такое, зачем нужен и где применяется

Включение и отключение датчика

Способ, как узнать есть ли акселерометр на телефоне, заключается в повороте экрана в другое положение. Если изображение при этом не изменилось, значит датчик отсутствует – или на смартфоне просто отключена функция «Автоповорота».

У большинства моделей поворот экрана при изменении положения автоматически включается и выключается с помощью меню настроек или верхней панели на главном экране: В первом случае следует перейти в «Настройки», выбрать пункт «Экран» и включить поворот изображения.

Включение через настройки.

Во второй ситуации достаточно потянуть пальцем за верхнюю панель, увеличив её размер на весь экран, и включить соответствующую функцию.

Включение через верхнюю панель.

Использование акселерометра или гироскопа с микроконтроллерами

Отдельно стоит упомянуть датчики положения, используемые в DIY- проектах. Речь идет об их вариантах, разработанных для совместного использования с Arduino или Raspberry PI.

С помощью подобных сенсоров и контролера можно определять текущее положение роботов или подвижной техники в пространстве. Доступно и вычисление текущей скорости. Для чего берется за основу импульсы изначального ускорения и характеристики торможения. Далее математически вычисляется текущее значение параметра. Причем крайний вариант применения не требует установки механической связи с подвижными частями подвески аппарата. В некоторых случаях, настоящее действие может быть затруднено к исполнению.

Принцип работы

Акселерометр (G-сенсор) изначально определяет разницу между ускорением самого датчика и гравитационной постоянной. Простой пример — груз, подвешенный на пружине. Если его не двигать, — он опуститься на определенную высоту взаимосвязанную с сопротивлением крепежа и собственным весом. Стоит начать перемещение конструкции вверх-вниз — груз станет колебаться в зависимости от применяемой силы ускорения.

Чтобы определить его движение в другой плоскости, используют закрепление по всем трем осям, применяя совместно с гравитационной силой противодействие, обеспечиваемое упругими креплениями. В таком случае, груз будет изменять свое положение уже при движении по любому вектору, которое будет нормализоваться при отсутствии ускорения.

Конечно, современное развитие техники уже не требует массивных механических конструкций. Сейчас в оборудовании используют миниатюрные G-сенсоры, преобразующие ускорение в понятные обрабатывающим цепям электрические импульсы.

Существует три вида акселерометров. Пьезоэлектрический гироскоп, резистивный и магнитный. Каждый из них отличается сложностью конструкции, ценой и реагированием на побочные факторы.

Применяются настоящие сенсоры не только в видеорегистраторах. Они получили широкое распространение и используются для всех мобильных устройств: в смартфоне, планшете, телефоне или на ноутбуке. Встречаются они и у стационарной техники — мониторах и телевизорах. В большинстве аппаратов функциональность датчика используется только для определения текущего положения устройства в пространстве и соответствующего изменения выдачи изображения.

Пьезоэлектрический

Пьезоэлемент в конструкции выполняет роль гироскопа. Он не вращается вокруг своей оси, в отличие от классического варианта. Момент инерции сохраняется за счет высокочастотной вибрации. Для оборудования, определяющего ускорение, в одном датчике используются три чувствительных части на каждую из осей движения. Положение гироскопа во всех них определяется за счет изменения емкости.

Плюсы: дешев.

Минусы: не очень точен, чувствителен к температуре.

Резистивный

Здесь вместо гироскопа используется подвижная масса, хотя так же, как и в предыдущем случае, применяют три чувствительных элемента на каждую из осей вектора ускорения. Нулевая фиксация в состоянии покоя обеспечивается микроскопическим упругими элементами. Изменение положения груза определяется по коэффициенту электрического сопротивления.

Преимущества: температура и магнитное поле не влияют на результаты.

Недостатки: частично механическая конструкция не очень надежна. Мал срок службы и точность.

Магнитный

Магнитный G-сенсор в основе работы использует эффект Холла. Подвижных частей не имеет, вместо них применяются три датчика определяющих напряжённость магнитного поля земли по осям координат.

Плюс: высокая точность в определении поворота датчика по трем осям, до 1/6000 градуса.

Минус: сложность конструкции, чувствительность к паразитным электромагнитным полям, не сильно подходит в роли определителя ускорения, дороговизна.

2. Постановка задачи

На первом этапе целью разработки является автономный двухколесный балансирующий робот без движущихся частей с двумя степенями свободы (рис. 7). Колеса соосны, питание осуществляется с помощью аккумуляторного блока. Центр тяжестинаход ится выше оси колес. Задача – балансировать около положения равновесия. Получение информации о положении осуществляется с помощью гироскопа и двухосевого акселерометра. Энкодеры валов двигателей позволят измерить скорость и направление движения робота. Дополнительная информация может получаться от 4 видеокамеры, установленной на роботе и следящей за угловым отклонением от заранее определенного визуального ориентира. Управляющие сигналы, получаемые от микропроцессора, поступают на драйверы двигателей, преобразующие в дальнейшем их в моменты двигателей.
Дополнительно на робота устанавливается система смещения центра тяжести, преобразующая вращательное движение двигателя 1 в линейное перемещение с помощью реечной передачи 2 грузу 3, в качестве которого может выступать блок питания (рис. 8).
Подобная система может также использоваться для смещения центра тяжести в вертикальной плоскости. Вместе эти средства могут понадобиться при изучении поведения
системы управления при смещениях центра масс в разных направлениях и ее дальнейшем
улучшении.


Рисунок 7 — Модель робота Рисунок 8 – Система смещения центра тяжести

Как работает акселерометр?

Большинство устройств оснащается емкостными, пьезорезистивными и пьезоэлектрическими приборами. Часто акселерометр представляет собой микроэлектромеханическую систему (MEMS), содержащую несколько компонентов, каждый размером от 1 до 100 микрометров. Размер же прибора обычно не превышает габариты спичечной головки.

Механический акселерометр

Объяснить принцип работы акселерометра проще на механическом приборе. Он состоит из пружины, прикрепленной к корпусу, подвижной массы и демпфера. Масса или, проще сказать, грузик, крепится к пружине. С обратной стороны грузик поддерживает демпфер, гасящий вибрации грузика. Во время ускорения корпуса пружина деформируется (растягивается или сжимается) по противоположным осям под воздействием грузика, стремящегося сохранить свое первоначальное положение, то есть отстать или опередить корпус. На величине деформации и основываются вычисления прибора.

Для получения информации о положении предмета в трехмерном пространстве используется три таких прибора, объединенных в один комплекс.

Конечно же, никто не будет «запихивать» в компактный фитнес-браслет или смартфон такую громоздкую конструкцию. Поэтому она заменяется миниатюрным чипом. Хотя чип и более сложный, чем прибор с шариком и пружиной, он имеет те же основные элементы.

У такого чипа имеется корпус, который крепится к часам или смартфону, «гребенчатая» секция с отведенными по сторонам пластинами и ряд фиксированных пластин, снимающих показания. Эта секция может перемещаться вперед и назад, изменяя значение напряженности поля вокруг контактов. Полученные данные передаются на обработку электроникой и программным обеспечением, после чего происходит вычисление физического расположения устройства.

Внутренняя работа акселерометра

Но самое интересное, как изготавливаются такие акселерометры. При толщине примерно 500 микрон ни один инструмент не сможет его создать. Вместо этого инженеры используют некоторые уникальные химические свойства кремния и силикона с другими веществами. Весь процесс изготовления полностью автоматизирован и выполняется на конвейерных линиях без участия человека.

Также понять как работает акселерометр поможет короткое видео ниже:

https://www.youtube.com/watch?v=CUo9Nlf1KbUVideo can’t be loaded because JavaScript is disabled: Как устроен акселерометр на вашем смартфоне | engineerguy (https://www.youtube.com/watch?v=CUo9Nlf1KbU)

История

Компания Silicon Sensing Systems Ltd. была образована в 1999 году в Плимуте, Великобритания, как совместное предприятие BAE Systems UK и Sumitomo Precision Products (SPP, Амагасаки, Япония).

К тому времени британский партнер имел весьма внушительное генеалогическое древо. История компании началась в 1913 году, когда в лондонском районе Пимлико на мощностях фабрики Sperry Gyroscope Company Limited было налажено производство гироскопических приборов для нужд Британского королевского флота (рис. 1). Одной из первых серийных моделей, поставленных на поток в преддверии Первой мировой войны, стал гирокомпас MK1 конструкции инженера и изобретателя Элмера Сперри. Гирокомпасы и «механические рулевые» — автопилоты Metal Mike фирмы Sperry в ощутимых количествах применялись и на кораблях Российского императорского флота.

Другие «прародители», обеспечившие компании значимое положение среди разработчиков и поставщиков оборудования для морских и авиационных систем навигации, — Kearfott, Singer, Plessey, GEC Marconi, British Aerospace. В настоящее время половиной активов совместного предприятия владеет UTC Aerospace Systems, в состав которой последовательно вошли Atlantic Inertial Systems и Goodrich.

Японский партнер SPP с начала 1960-х гг. также является одним из ключевых поставщиков национальной авиационной индустрии, владеет современными технологическими процессами и оборудованием для разработки и производства МЭМС-компонентов. Его собственные производственные мощности приближаются к 130 000 м2, а штат сотрудников достигает почти 1500 человек.

Чем отличается акселерометр от гироскопа

Многие путают акселерометр с гироскопом в телефоне. Если акселерометр определяет положение устройства в пространстве и расстояние, на которое оно было перемещено, то гироскоп, дополнительно к этим параметрам, еще и замеряет угол поворота смартфона/планшета.

Наличие обоих датчиков в аппарате позволяет точнее его позиционировать в пространстве, повышая комфортность работы с гаджетом и увеличивая его функциональность, например, позволяя просматривать виртуальную реальность с помощью специальных очков.  В недорогих смартфонах или планшетах обыкновенно присутствует только один из этих датчиков.

Назначение связки гироскоп и акселерометр

Для начала давайте разберёмся, зачем Arduino mpu 6050 (Gy-521) вообще нужен и что собой представляет гироскоп-акселерометр в целом. Такой датчик все мы видели в смартфонах, и там он выполняет следующие функции:

  1. Позволяет замерять шаги. Акселерометр способен отслеживать резкие движения устройства, а в зависимости от его настройки и чувствительности, считать некоторые из них за шаг.
  2. Измеряет поворот экрана. Здесь уже оба устройства работают в паре. Ведь когда вы поворачиваете смартфон набок, картинка должна изменить свою ориентацию для пользователя, и лишь с помощью гироскопа удаётся определить угол наклона, под которым ПО это должно будет сделать.
  3. Компас, карты и навигация. Акселерометр с гироскопом позволяют определить ориентацию устройства в пространстве, что необходимо в различных приложениях для мобильной навигации.

Вот и выходит, что данный датчик подойдёт для тех проектов, в которых вам необходимо измерить ориентацию или движения прибора в пространстве, без точных данных о его местоположении. Это может быть, как самодельная линейка со встроенным уровнем, чтобы пользователь мог определить, насколько ровно стоит та или иная мебель, так и устройство для кровати, встроенной в стену, включающее свет, когда она выдвигается.

Но применить модуль можно и с большей выдумкой, например, для измерения количества оборотов в секунду и регуляции мощности охладительной системы или автоматизации различных процессов.

Всё зависит исключительно от вашей выдумки и конкретного проекта.

Смотрите по теме: Подключаем гироскоп-акселерометр (MPU-6050) к плате Arduino

Чаще всего гироскоп для Ардуино применяется в системах автоматизации под так называемые «смартхаусы» (умные дома — прим. ред.), являясь своеобразным переключателем. Передавая определённые данные в МК, который затем отправляет их по блютуз-модулю к другому устройству, он может управлять всей техникой в доме.

Ещё один простой способ применения – использование вместо датчика движения на дверях, для включения света и кондиционирования, когда вы возвращаетесь домой.

Гироскоп и его применение в технике

Введение

гироскоп механический оптический приборостроение

До изобретения гироскопа человечество использовало различные
методы определения направления в пространстве. Издревле люди ориентировались
визуально по удалённым предметам, в частности, по Солнцу. Уже в древности
появились первые приборы: отвес и уровень, основанные на гравитации. В средние
века в Китае был изобретён компас, использующий магнетизм Земли. В Европе были
созданы астролябия и другие приборы, основанные на положении звёзд.

Гироскоп изобрёл Иоганн Боненбергер и опубликовал описание
своего изобретения в 1817 году. Однако французский математик Пуассон ещё в 1813
году упоминает Боненбергера как изобретателя этого устройства. Главной частью
гироскопа Боненбергера был вращающийся массивный шар в кардановом подвесе. В
1832 году американец Уолтер Р. Джонсон придумал гироскоп с вращающимся диском.
Французский учёный Лаплас рекомендовал это устройство в учебных целях. В 1852
году французский учёный Фуко усовершенствовал гироскоп и впервые использовал его
как прибор, показывающий изменение направления, через год после изобретения
маятника Фуко, тоже основанного на сохранении вращательного момента. Именно
Фуко придумал название «гироскоп». Фуко, как и Боненбергер, использовал
карданов подвес. Не позже 1853 года Фессель изобрёл другой вариант подвески
гироскопа.

Преимуществом гироскопа перед более древними приборами
являлось то, что он правильно работал в сложных условиях (плохая видимость,
тряска, электромагнитные помехи). Однако вращение гироскопа быстро замедлялось
из-за трения.

Во второй половине XIX века было предложено использовать
электродвигатель для разгона и поддержания вращения гироскопа. Впервые на
практике гироскоп был применён в 1880-х годах инженером Обри для стабилизации
курса торпеды. В XX веке гироскопы стали использоваться в самолётах, ракетах и
подводных лодках вместо компаса или совместно с ним.

Гироскоп — навигационный прибор, основным элементом
которого является быстро вращающийся ротор, закрепленный так, что ось его
вращения может поворачиваться.

Цель курсовой работы изучить свойства гироскопа, углубить
свои теоретические знания, расширить и закрепить их, научиться работать
самостоятельно, приобрести умение формулировать свои суждения, последовательно
их излагать и строить логические доказательства.

Задачей курсовой работы является анализ работы гироскопа
потенциальной чувствительности прибора. На основе свойства взаимности
необходимо рассмотреть минимальную конфигурацию гироскопа. Затем оценить
современное состояние элементной базы. Рассмотреть основные элементы гироскопа.
Основной задачей курсовой работы является рассмотрение ключевых аспектов на
основе анализа погрешностей его элементов и качественной оценки точностных
характеристик устройства с учетом использования различных подходов к решению
проблемы повышения его чувствительности. Отдельно отразить
технико-экономические аспекты работы, вопросы безопасности жизнедеятельности
при проведении исследований, а также проблемы экологической безопасности при
использовании прибора.

Как откалибровать акселерометр?

В некоторых случаях может потребоваться настройка или калибровка акселерометра. Например, если телефон не реагирует на поворот корпуса или не точно считаются шаги. Для смартфонов под управлением операционной системы ANDROID для этих целей есть несколько сторонних приложений, например GPS Status & Toolbox. Для iPhone таких приложений нет, поэтому в случае сбоев придется ограничиться перезагрузкой устройства. Обычно это помогает.

Некоторые производители фитнес-браслетов и смарт-часов также позволяют откалибровать акселерометр. Точнее, не откалибровать, а «обучить» с помощью «Меток поведения», то есть помогая датчику более точно понимать, какое именно действие владелец гаджета выполняет в тот или иной момент. Такая возможность есть у владельцев популярной линейки Xiaomi Mi Band и ряда других моделей.

Источник изображений: YouTube , Wikipedia

Настройка/калибровка акселерометра на смартфоне

Калибровка Android

Калибровка акселерометра на Android нужна, например, в случае, если смартфон начал неправильно считать шаги или неверно определять положение корпуса. Штатных программ для этого нет, но, чтобы откалибровать акселерометр, существуют специальные приложения, однако лучшим вариантом признаётся приложение GPS Status & Toolbox (Скачать Google Play). В его разделе Toolbox есть специальный инструмент, который так и называется – «Калибровка акселерометра». Положите телефон на ровную поверхность и следуйте инструкциям.

Посмотрите видео инструкцию, как быстро откалибровать телефон. 

КАК БЫСТРО ОТКАЛИБРОВАТЬ АКСЕЛЕРОМЕТР, КОМПАС НА Android?КАК БЫСТРО ОТКАЛИБРОВАТЬ АКСЕЛЕРОМЕТР, КОМПАС НА Android?

Посмотрите видео: калибровка G Sensor для игр на Android.

Калибровка G SensorКалибровка G Sensor

Функции гироскопа

Зачем нужен гироскоп в смартфоне? Применение датчика открывает следующие возможности. В первую очередь благодаря элементарному встряхиванию мобильного телефона пользователь способен быстро ответить на входящий звонок. Гироскоп позволяет просматривать изображения, переключать аудиозаписи в плеере, облегчает переворачивание страниц во время просмотра текстовых документов.

Еще зачем гироскоп в смартфоне? Чрезвычайно удобным модуль становится при использовании калькулятора. Благодаря отклонению гаджета в ту или иную сторону можно выбирать функции умножения, деления, вычитать и слагать значения.

Разработчики мобильных устройств нашли применение гироскопу также при работе с различными приложениями и программным обеспечением. При встряхивании некоторых устройств автоматически происходит обновление Bluetooth. Очень удобным наличие модуля становится при необходимости измерения уровней и углов наклона.

Гироскоп незаменим в случае работы с электронными картами. Модуль дает возможность определять точное положение пользователя на определенной местности. При запуске навигатора карта будет менять положение вслед за поворотом человека. Если пользователь развернется лицом к тому или иному объекту, это сразу же отобразится на визуальной схеме. Такая функция будет крайне полезной для людей, которые увлекаются активным отдыхом, в частности путешествиями и ориентированием на местности.

Без гироскопа не могут обойтись любители мобильных игр. Функциональный модуль способствует созданию более реалистичной картинки и облегчает управление. Особенно правдоподобными благодаря гироскопу становятся всевозможные симуляторы, шутеры, трехмерные бродилки. Чтобы езда на виртуальной машине либо полет на самолете казались более реальными, достаточно изменения положения смартфона в одной из плоскостей.

Если пользователь мобильного телефона в дальнейшем планирует использовать шлем виртуальной реальности, в таком случае наличие гороскопа выступает обязательным условием. Без датчика станет невозможным отслеживание системой смартфона поворотов головы, перемещения человека в пространстве.

Как выполнить калибровку компаса

Компас является полезным инструментом для путешественников и охотников, которые не хотят заблудиться в лесу и могут спокойно ориентироваться с его помощью. Но что делать если компас не работает или показывает направление неверно? Выход прост! Достаточно сделать калибровку используя программу GPS Status & Toolbox.

  1. Скачиваем, устанавливаем и запускаем приложение.
  2. Открываем основное меню приложения, нажав на верхний левый угол. Находим пункт «Калибровка компаса» и нажимаем на него.
  3. Для калибровки компаса необходимо по очереди повернуть устройство 1-2 раза по 3-м осям и нажать на кнопку «ОК».
  4. На этом процесс калибровки компаса можно считать завершенным.

Для проверки всех датчиков на работоспособность вам следует загрузить и установить программу GPS Status & Toolbox. Зайти в основное меню, нажав на верхний левый угол и выбрать «Диагностика датчиков». Напротив, каждого из датчика будет стоять либо зеленая галочка, свидетельствующая об исправности, либо красный восклицательный знак, символизирующий о возможной неисправности конкретного датчика.

GPS

GPS — это, как выяснилось, 90% успеха в определении поступательной скорости, по крайней мере на относительно открытых пространствах. От GPS приходят в формате Location:

  • Оценка абсолютного положения (широта, долгота).
  • Оценка — радиус доверительного круга в 68% вокруг оценки. То есть в ~68% измерений настоящее положение устройства должно быть в пределах данного радиуса вокруг оценки. Как правило на более-менее открытом пространстве точность получается в пределах 3-4 м.
  • Абсолютная скорость (без направления), оцененная по прошлым замеренным GPS позициям.

Огромный плюс GPS данных — погрешности измерений независимы, то есть не накапливаются со временем: на новое измерение не влияет то, сколько измерений было до этого и скакими погрешностями

Это очень важное свойство, на которое опирается весь остальной подход

Недостаток же в том, что измерения проводятся редко, примерно 1 раз в секунду, и заметно чаще их проводить просто нет смысла — перемещение устройства всё равно было бы сопоставимо с ошибкой измерения. Как результат, во-первых, GPS данные с запозданием реагируют на изменение скорости, а во-вторых с них сложнее убирать шумы — для этого нужно смотреть на соседние по времени измерения, что ещё больше усугубляет нечеткость данных по времени. Вот пример графика скорости с GPS:

Здесь подозрение вызывают первые 25 секунд (постоянное ускорение и вероятное запаздывание GPS измерений) и шум между 30 и 40 секундой. Для затравки, тот же график после обработки данных с акселерометра и гироскопа:

Как видно, есть улучшения по обоим показателям: на ускорения реагируем раньше, и выброс на 35 секунде заглажен.

Возможно, вам также будет интересно

Исполнительные двигатели с интегрированными датчиками положения вырабатывают сигнал, пропорциональный положению ротора, который может быть использован контроллером для управления позиционированием механической системы. В прошлом основными потребителями сенсоров положения были производители промышленного оборудования и автомобилестроители. Сравнительно недавно подобные компоненты стали необходимы при производстве многофункционального офисного оборудования и бытовой техники. В будущем применение датчиков положения поможет расширить возможности

Компания Texas Instruments (TI) продвигает на рынок новый алгоритмический стандарт eXpressDSPTM, который представляет собой универсальную технологию разработки приложений на ЦСП TI. Цель этого стандарта — уменьшить влияние факторов, препятствующих интегрированию существующих алгоритмов в новые системы. Зачастую при интеграции алгоритмов в ЦОС-систему ошибки возникают вследствие неверных предположений об ее устройстве. Теоретически стандарт состоит из набора общих

Адаптер для конвертирования корпусов компании Ironwood Electronics

Что такое акселерометр: история и изначальное предназначение

  • Впервые акселерометр появился на закате 19-го века и его основным предназначением являлось измерение ускорения автомобилей, самолетов, ракетной и иной техники. Его встраивали, например, в автомобиль, чтобы водитель был способен осуществлять контроль скорости, с которой он движется.
  • На шкале акселерометра отображались все возможные и максимально допустимые значения для определенных видов транспортных средств. Данная информация позволяла контролировать и предотвращать превышение допустимого режима скорости, и тем самым оградить двигатель от поломок.
  • В России данные приборы впервые были завезены в комплектации с немецкими и американскими автомобилями. Однако в последствии оказалось, что они не способны переносить холодные климатические условия нашей страны. Это побудило отечественных производителей начать разработку собственных моделей, которые в итоге оказались намного надежнее зарубежных аналогов.

Возможно, вам также будет интересно

Исполнительные двигатели с интегрированными датчиками положения вырабатывают сигнал, пропорциональный положению ротора, который может быть использован контроллером для управления позиционированием механической системы. В прошлом основными потребителями сенсоров положения были производители промышленного оборудования и автомобилестроители. Сравнительно недавно подобные компоненты стали необходимы при производстве многофункционального офисного оборудования и бытовой техники. В будущем применение датчиков положения поможет расширить возможности

Кроме известных на весь мир модулей IGBT SEMIKRON производит широкую гамму компонентов общего применения, в том числе тиристорные модули и контроллеры для управления ими, речь о которых и пойдет в данной статье. Tрудно спорить с тем, что самыми популярными элементами для мощных импульсных применений являются транзисторы MOSFET и IGBT. Это объясняется, в первую очередь, большими

Новые высоковольтные конденсаторы компании Passive Plus

Преимущества и возможности

Плюсы такого устройства заключается в том, что пользователь смартфона в любой момент сможет узнать о положении гаджета в пространстве. При том, что в играх и во время просмотров фильмов можно регулировать не только поворот экрана, но и скорость этого поворота, а это позволяет создать максимально точное управление телефоном.

Наличие датчика определения положения смартфона позволяет упростить процесс пользования им, а точнее – сделать максимально комфортными такие действия как чтение книг, просмотр видео и пользование приложениями. Иногда, прежде чем акселерометр начнет работать, его нужно настроить, однако этот процесс занимает несколько минут.

Инерциальные датчики: акселерометр и гироскоп

Инерциальные датчики замеряют ускорения, линейные (акселерометр) и центростремительные (гироскоп). Результат их измерений — оценка изменения движения устройства по отношению к предыдущему моменту времени. Математически это выражается в использовании привязанной к устройству:

выдает линейные ускорения вдоль трех осей устройства, — угловые скорости вокруг тех же трех осей.

Плюс инерциальных датчиков — возможность очень частых измерений, в 400 Гц и выше, что на порядок перекрывает частоту видеокадров в ~30 Гц. Главный минус — отсутствие связи с неподвижной системой координат. Датчики сопособны измерить только изменение относительно предыдущего положения, поэтому для расчета результатов в неподвижной системе координат их показания нужно интегрировать по времени, а при этом ошибки измерений накапливаются — чем дольше период измерения, тем больше итоговая ошибка в следующий момент времени.

Как видно, GPS и инерциальные датчики имеют зеркально противоположные достоинства и недостатки, а значит нужно объединить сильные стороны обоих источников, к чему и приступаем.

Sensor fusion: объединяем информацию

Имея запись данных от GPS и инерциальных датчиков, требуется оценить:

  1. Абсолютную поступательную скорость с высоким временным разрешением.
  2. Угловую скорость вращения вокруг вертикальной оси автомобиля (т.е. в плоскости дороги в каждый момент времени).

Горизонтальное вращение мы уже вычисляли в прошлом посте, но, как выяснилось, старый способ (через анализ видео) сложнее и капризнее, чем работа напрямую с гироскопом, поэтому лучше поменять подход.

Как включить и отключить гироскоп

При разборе вопроса о том, что значит гироскоп, стоит также упомянуть как включить и отключить гироскоп. Вообще, de facto, данный датчик работает практически всегда, мы лишь может включать и выключать различные функции, в которых он задействован (к примеру, переворот экрана нашего устройства).

К примеру, чтобы задействовать упомянутый переворот экрана, следует перейти в настройки вашего мобильного устройства, в них тапнуть на «Экран», а в настройках экрана задействовать функцию «Автоповорот экрана».

Соответственно, для выключения данной функции нужно её деактивировать таким же способом.

Включаем и отключаем гироскоп в телефоне

Что такое акселерометр

Если говорить простым языком, то акселерометр – это прибор для измерения ускорения. Он применяется как датчик изменения положения устройства в пространстве и таким образом определяет направление, степень, скорость отклонения. Именно акселерометр отвечает за разворот картинки на экране вашего смартфона при повороте корпуса или как еще пример, включает экран фитнес-браслета или смарт-часов, когда вы наклоняете запястье.

Сегодня акселерометр в телефоне – это обязательный элемент. Однако ещё десять-двенадцать лет назад первые смартфоны, в которых был G-сенсор, воспринимались как чудо. Давайте разбираться, зачем нужен этот датчик, если столько лет обходились без него.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий