Wie können wir die Genauigkeit eines Smartphone-Positionsberechnungsalgorithmus mithilfe von Sensordaten verbessern?

Bewertung des Positionsberechnungsalgorithmus basierend auf Sensoren

Frage:

Ein Algorithmus zur Berechnung von a Die Position des Smartphones anhand von Sensordaten wird dargestellt. Der Algorithmus nutzt Beschleunigungsmesserdaten für die lineare Beschleunigung und Magnetometerdaten kombiniert mit Beschleunigungsmesserdaten, um die Bewegungsrichtung zu bestimmen. Der Algorithmus weist jedoch Probleme mit der Genauigkeit auf. Helfen Sie bei der Verfeinerung des Algorithmus.

Antwort:

Der Algorithmus hat zwar Potenzial, erfordert jedoch eine erhebliche Verfeinerung, um die gewünschte Genauigkeit zu erreichen. Hier sind einige wichtige Änderungen, die Sie berücksichtigen sollten:

Korrektur physikalischer Gleichungen:

Gemäß Newtons Gesetzen sollten Beschleunigung, Geschwindigkeit und Position wie folgt berechnet werden:

ax,ay,az = accelerometer values
vx+=ax*dt // update speed via integration of acceleration
vy+=ay*dt
vz+=az*dt
 x+=vx*dt // update position via integration of velocity
 y+=vy*dt
 z+=vz*dt

Sensor anwenden Ausrichtung:

Beschleunigungsmesser- und Magnetometerwerte werden durch die Ausrichtung des Geräts beeinflusst. Eine Transformationsmatrix (dev) sollte verwendet werden, um Sensormesswerte aus dem Geräteraum in einen globalen Kartenraum umzuwandeln und dabei ihre Vektorgrößen beizubehalten:

dev <p><strong>Optimierung des Timings:</strong></p><p>Beschleunigungsmesserwerte sollten so häufig wie möglich erfasst werden (z. B. mindestens alle 10 Millisekunden). GPS-Messwerte können mit entsprechender Filterung seltener überprüft werden.</p><p><strong>Behebung von Kompassfehlern:</strong></p><p>Kompassmesswerte können aufgrund elektromagnetischer Störungen ungenau sein. Um Ausreißer zu entfernen, sollten Filteralgorithmen eingesetzt werden. Wenn möglich, können GPS-Messwerte verwendet werden, um die Kompassdrift zu korrigieren.</p><p><strong>Kalibrierung und Verfeinerung:</strong></p>

• Im Stillstand (wenn die gefilterte Beschleunigung nahe bei 9,81 m liegt /s^2) kann die Ausrichtung des Geräts anhand der tatsächlichen Schwerkraftrichtung korrigiert werden.
• Filtertechniken können angewendet werden Minimieren Sie Lärm und verbessern Sie die Genauigkeit.

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