自平衡两轮车辆的水平加速度测量?

horizontal acceleration measurement in self-balancing 2-wheel vehicles?

现在标准做法是通过卡尔曼滤波器融合加速度计和陀螺仪的测量值,用于自平衡两轮手推车等应用:例如:http://www.mouser.com/applications/sensor_solutions_mems/

加速度计通过 arctan(a_x/a_y) 给出倾斜角度的读数。在这里使用术语 "acceleration" 非常令人困惑,因为它的真正含义是重力沿设备轴的投影(尽管我理解,从物理上讲,重力实际上只是加速度)。

这里有一个大问题:当小车试图移动时,电机驱动小车并在水平方向上产生一个非平凡的加速度,这将使 a_x 不再只是投影沿设备 x 轴的重力。事实上,它会使测得的倾斜角显得更大。这是如何处理的?我想考虑到 Segway 的成熟度,一定有一些现有的方法来处理它。有人有一些指示吗?

谢谢 杨

你完全正确。您可以使用重力矢量的投影来估计俯仰角和横滚角。您可以利用静止的加速度计获得重力矢量,但如果加速度计移动,则它测量重力 + 加速度的线性分量,这里的主要问题是从线性加速度中隔离重力分量。最好的方法是让加速度计信号通过低通滤波器。 请参阅 Low-Pass Filter: The BasicsAndroid Accelerometer: Low-Pass Filter Estimated Linear Acceleration 了解有关低通滤波器的更多信息。

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