기본 주행 시나리오 25MPH 일반 도로에 대한 약 32 초 분량의 가속도계 데이터와 약 7 개의 구덩이와 거친 도로 패치가 있습니다. 가속도계는 양면 테이프로 차량의 대시 보드에 장착됩니다.
문제점 : 가속도계에서 시끄러운 모든 데이터를 가지고 있으며 구덩이 이벤트가 발생했음을 감지하는 간단한 방법을 만들어야합니다. 아래는 시간 영역 및 FFT의 여러 데이터 그래프입니다. 가속도계는 GForce로 측정됩니다
기본적으로 나는 arduino가 움푹 들어간 곳이 상당히 큰 정확도로 발생하고 대학원 수준의 수학과 기술을 사용하지 않음을 알기를 원합니다.
100Hz에서 샘플링 된 가속도계는 Z 축에 간단한 50HZ RC 저역 통과 필터를 가지고 있습니다.
Here is the CSV data for the 32 seconds of accelerometer readings TIME, GFORCE format:http://hamiltoncomputer.us/50HZLPFDATA.CSV
업데이트 : 이것은 Arduino에서 얻을 수있는 가장 높은 샘플링 속도로 샘플링 된 가속도계 1000HZ의 RAW 전체 대역폭입니다. 직접 CSV 파일 다운로드 : 약 112 초의 데이터
http://hamiltoncomputer.us/RAWUNFILTEREDFULLBANDWIDTH500HZ.csv
블랙 트레이스는 RAW 필터링되지 않은 가속도계 데이터입니다. 블루 트레이스는 FFT, Dominate 2HZ 및 12HZ에있는 극한 주파수를 기반으로 대역 저지 필터로 필터링됩니다.
시간 영역에서 움푹 들어간 곳 이벤트는 다음과 같습니다.
FFT에 10 ~ 15HZ 구성 요소가 무엇인지 확실하지 않은지, 실제 구덩이입니까, 아니면 도로에 대한 바퀴의 휠 홉입니까, 아니면 자동차의 공진 주파수입니까?
FFT :
실제 움푹 들어간 곳 이벤트 인 것 같습니다. 여기는 HPF @ 13HZ입니다. 움푹 들어간 곳의 주요 기능은 강화 된 것으로 보입니다
움푹 들어간 곳을 실시간으로 감지하고 계산할 수 있기를 원합니다
서스펜션은 10-13 HZ보다 훨씬 느리게 움직여서 멀미를 유발할 수 있습니다.
최신 정보:
AngryEE의 제안에 따라 가속도계 1000HZ의 전체 대역폭과 arduino에서 얻을 수있는 최대 샘플링 속도를 사용했습니다.
FFT :
다음은 구덩이 이벤트와 그 주변의 울퉁불퉁 한 도로 및 소음에 대한 샘플 데이터입니다.
다이오드 엔벨로프 검출기 회로를 추가하면 출력이 동일하게 보입니다 ... 가속도계는 항상 0에서 3.3V를 음이 아닌 전압으로 출력합니다 ...
최신 정보:
많은 도로 테스트에서 Z 축의 자동차에서 1.6G의 최대 45MPH를 초과하지 않았으며 rand ()를 사용하여 의사 난수 Gforce 가속을 생성했습니다.
내 생각은 1 ~ 3 초의 데이터 창을 볼 수 있다면 Z 축의 변위를 계산할 수 있지만 가속도계 드리프트 및 통합 오류에 대해 걱정했습니다. 여기에서 90 % 정확도를 유지할 필요는 없습니다.> 70 %가 좋을 것입니다.하지만 한 번에 1 ~ 3 초에 변위를보고 있다면 실시간으로 가능할까요? 이 방법으로 변위가 1 인치, 2 인치, 5 인치보다 큰지 알 수 있습니다. 변위가 클수록 범프 또는 움푹 들어간 곳이 거칠어졌습니다.
내가 올바르게하고 있는지 확인할 수 있습니까? 기본적으로 데스크톱에서 rand ()를 사용하여 -1.6에서 1.6G로 임의 가속을 생성하여 시뮬레이션 된 50HZ 샘플링 속도에서 3 초의 데이터를 캡처합니다.
* nix를 실행하는 것처럼 Windows.h의 Sleep ()을 사용하여 20mS 지연, 50HZ 샘플링 속도를 사용합니다
나는 단지 코드가 당신에게 잘 보이는지보고 싶었다. 나는 아직 cicular 버퍼를하지 않았다. 나는 그것을 구현하는 방법에 약간 혼란스러워했다 : 주석 처리 된 코드는 내가 작업중 인 클래스에서 온 것이다. 하지만 아직 100 % 이해하지 못합니다. 원형 버퍼는 연속적으로 데이터 창을 오른쪽으로 이동할 수 있습니까?
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ctime> // USED BY RAND
#include <windows.h> // Used for delay
using namespace std;
#define SAMPLE_RATE 0.020 // Sample rate in Milliseconds
#define GRAVITYFT_SEC 32 // Gravity velocity 32 feet/sec
#define INCH_FOOT 12 // 12 inches in foot, from velocity to inch displacement calculation
int main(int argc, char *argv[])
{
srand((unsigned)time(0)); // SEED RAND() for simulation of Geforce Readings
// SIMULATING ACCELERATION READINGS INTO A CIRCULAR BUFFER
// circular_buffer Acceleration; // Create a new Circular buffer for Acceleration
// cb_init(&Acceleration, 150, 4); // Sampling @ 50HZ, 3 seconds of data = 150, size is float data of 4 bytes
//Simulate a sample run of Acceleration data using Rand()
// WE WILL BE SIMULATING "RANDOM" GEFORCE RATINGS using the rand() function constraining to -1.6 to 1.6 GFORCE
// These ratings are consistent with our road tests of apparently random vibration and Geforce readings not exceeding about 1.6 G's
float Gforce[150]; // Random Geforce for 3 second window of data
float velocity[150]; // Hold velocity information
float displacement[150]; // Hold Displacement information
float LO = -1.6; // Low GForce limit recorded from 6 road tests at different speeds
float HI = 1.6; // High GForce limit recorded from 6 road tests at different speeds
for(int i = 0; i < 150; i++) // 3 Second iwndow of random acceleration data
{
Gforce[i] = LO + (float)rand()/((float)RAND_MAX/(HI-LO)); // Borrowed from Stackexchange : http://stackoverflow.com/questions/686353/c-random-float
if( i == 0) // Initial values @ first Acceleration
{
velocity[i] = Gforce[i] * SAMPLE_RATE * GRAVITYFT_SEC; // Initial velocity
displacement[i] = velocity[i] * SAMPLE_RATE * INCH_FOOT; // Initial Displacement
}
else
{
velocity[i] = velocity[i-1] + (Gforce[i] * SAMPLE_RATE * GRAVITYFT_SEC); // Calculate running velocity into buffer
displacement[i] = displacement[i-1] +(velocity[i] * SAMPLE_RATE * INCH_FOOT); // Calculate running displacement into buffer
}
//cout << endl << Gforce[i]; // Debugging
//cb_push_back(&Acceleration, &Gforce[i]); // Push the GeForce into the circular buffer
Sleep(SAMPLE_RATE*1000); // 20mS delay simulates 50HZ sampling rate Sleep() expects number in mS already so * 1000
}
// PRINT RESULTS
for (int j = 0; j < 150; j++)
{
cout << setprecision (3) << Gforce[j] << "\t\t" << velocity[j] << "\t\t" << displacement[j] << endl;
}
// READ THE BUFFER
//cb_free(&Acceleration); // Pervent Memory leaks
system("PAUSE");
return EXIT_SUCCESS;
}샘플 실행 :
GFORCE FT/SEC Inch Displacement Z axis
-0.882 -0.565 -0.136
0.199 -0.437 -0.24
-1.32 -1.29 -0.549
0.928 -0.691 -0.715
0.6 -0.307 -0.788
1.47 0.635 -0.636
0.849 1.18 -0.353
-0.247 1.02 -0.108
1.29 1.85 0.335
0.298 2.04 0.824
-1.04 1.37 1.15
1.1 2.08 1.65
1.52 3.05 2.38
0.078 3.1 3.12
-0.0125 3.09 3.87
1.24 3.88 4.8
0.845 4.42 5.86
0.25 4.58 6.96
0.0463 4.61 8.06
1.37 5.49 9.38
-0.15 5.39 10.7
0.947 6 12.1
1.18 6.75 13.7
-0.791 6.25 15.2
-1.43 5.33 16.5
-1.58 4.32 17.5
1.52 5.29 18.8
-0.208 5.16 20.1
1.36 6.03 21.5
-0.294 5.84 22.9
1.22 6.62 24.5
1.14 7.35 26.3
1.01 8 28.2
0.284 8.18 30.1
1.18 8.93 32.3
-1.43 8.02 34.2
-0.167 7.91 36.1
1.14 8.64 38.2
-1.4 7.74 40
-1.49 6.79 41.7
-0.926 6.2 43.2
-0.575 5.83 44.6
0.978 6.46 46.1
-0.909 5.87 47.5
1.46 6.81 49.2
0.353 7.04 50.8
-1.12 6.32 52.4
-1.12 5.6 53.7
-0.141 5.51 55
0.463 5.8 56.4
-1.1 5.1 57.6
0.591 5.48 59
0.0912 5.54 60.3
-0.47 5.23 61.5
-0.437 4.96 62.7
0.734 5.42 64
-0.343 5.21 65.3
0.836 5.74 66.7
-1.11 5.03 67.9
-0.771 4.54 69
-0.783 4.04 69.9
-0.501 3.72 70.8
-0.569 3.35 71.6
0.765 3.84 72.5
0.568 4.21 73.5
-1.45 3.28 74.3
0.391 3.53 75.2
0.339 3.75 76.1
0.797 4.26 77.1
1.3 5.09 78.3
0.237 5.24 79.6
1.52 6.21 81.1
0.314 6.41 82.6
0.369 6.65 84.2
-0.598 6.26 85.7
-0.905 5.68 87.1
-0.732 5.22 88.3
-1.47 4.27 89.4
0.828 4.8 90.5
0.261 4.97 91.7
0.0473 5 92.9
1.53 5.98 94.3
1.24 6.77 96
-0.0228 6.76 97.6
-0.0453 6.73 99.2
-1.07 6.04 101
-0.345 5.82 102
0.652 6.24 104
1.37 7.12 105
1.15 7.85 107
0.0238 7.87 109
1.43 8.79 111
1.08 9.48 113
1.53 10.5 116
-0.709 10 118
-0.811 9.48 121
-1.06 8.8 123
-1.22 8.02 125
-1.4 7.13 126
0.129 7.21 128
0.199 7.34 130
-0.182 7.22 132
0.135 7.31 133
0.885 7.87 135
0.678 8.31 137
0.922 8.9 139
-1.54 7.91 141
-1.16 7.16 143
-0.632 6.76 145
1.3 7.59 146
-0.67 7.16 148
0.124 7.24 150
-1.19 6.48 151
-0.728 6.01 153
1.22 6.79 154
-1.33 5.94 156
-0.402 5.69 157
-0.532 5.35 159
1.27 6.16 160
0.323 6.37 162
0.428 6.64 163
0.414 6.91 165
-0.614 6.51 166
1.37 7.39 168
0.449 7.68 170
0.55 8.03 172
1.33 8.88 174
-1.2 8.11 176
-0.641 7.7 178
-1.59 6.69 179
1.02 7.34 181
-0.86 6.79 183
-1.55 5.79 184
-0.515 5.46 186
0.352 5.69 187
0.824 6.22 188
1.14 6.94 190
-1.03 6.29 192
-1.13 5.56 193
0.139 5.65 194
0.293 5.84 196
1.08 6.53 197
-1.23 5.75 199
-1.1 5.04 200
-1.17 4.29 201
-0.8 3.78 202
-0.905 3.2 203
-0.0769 3.15 203
-0.323 2.95 204
-0.0186 2.93 205
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