Mengapa akselerometer 3-sumbu tampaknya memiliki sistem koordinat kidal?

8

Pemeriksaan cermat pada halaman 35 (gambar 58) dari lembar data ADXL345 menunjukkan bahwa hanya dengan pemuatan gravitasi, chip menggunakan sistem koordinat kidal. Eksperimen saya sendiri dengan chip ini mengkonfirmasi hal ini.

Saya biasanya hanya menggunakan chip untuk menunjukkan vektor gravitasi. Jadi ketika menggunakan chip ini, saya hanya meniadakan nilai-nilai untuk mendapatkan sistem koordinat tangan kanan. Tapi ini sepertinya tidak benar. Saya berasumsi ada penjelasan logis dan matematis untuk sistem koordinat kidal tetapi saya tidak tahu apa itu.

Gambar dari Lembar Data ADXL345

sensors imu accelerometer calibration Ben
sumber
Tidak yakin apakah ada standar untuk ini, tetapi mungkin ada hubungannya dengan fakta bahwa sebagian besar aplikasi dinamika penerbangan menggunakan sistem koordinat tangan kanan (mungkin pabrikan berpikir akselerometer akan menemukan penggunaan maksimum dalam bot / kendaraan udara). Tapi tebak saja. Tapi apa pertanyaan Anda? Jika Anda tidak menyukai sistem koordinat, ubah menjadi sistem yang paling cocok untuk Anda!
metsburg
1
Juga, jika Anda meniadakan semua nilai Anda, Anda sebenarnya tidak mengonversi ke sistem koordinat lain, Anda hanya bergerak dari oktan 1 ke oktan 7 . Pertimbangkan alih-alih menukar sumbu y dan z.
Chuck
Sepertinya pertanyaan yang valid bagi saya ...
JJM Driessen

Jawaban:

6

Jawabannya adalah akselerometer 3 sumbu tidak memiliki sistem koordinat tangan kiri hanya untuk gravitasi. Dalam kondisi statis (yaitu jika akselerometer tidak berakselerasi terhadap kerangka inersia apa pun) mereka mengukur kebalikan dari percepatan gravitasi, bukan percepatan gravitasi itu sendiri.

Dalam istilah yang lebih umum, akselerometer mengukur perbedaan antara akselerasi sebenarnya dari sensor terhadap kerangka inersia dan akselerasi gravitasi: "Akselerasi" yang diukur oleh akselerometer ini kadang-kadang disebut akselerasi yang tepat .

aaccelerometer=asensorFrame−g

Ini dapat dengan mudah diverifikasi dengan memeriksa ukuran akselerometer pada jatuh bebas: karena dalam kasus itu akselerasi aktual sensor akan sama dengan , ukuran akselerometer akan menjadi .g0

traversaro
sumber
1

Ini tidak menggunakan sistem koordinat kidal! Lihat hasil edit kasar saya ke diagram.

masukkan deskripsi gambar di sini

Perhatikan bahwa setiap sistem koordinat (RGB untuk XYZ, hitam untuk gravitasi) memiliki vektor gravitasi sejajar dengan arah negatif dari sumbu yang sesuai, sementara diagram menunjukkan bacaan positif. Saya bisa menggambar mereka dengan cara lain tetapi akselerasi sebenarnya tanpa adanya gravitasi akan ke atas untuk menghasilkan bacaan yang sama. Mungkin ini sebabnya meniadakan nilai-nilai berfungsi untuk aplikasi Anda.

Brian Lynch
sumber
Jadi Anda mengatakan bahwa jika Anda mempercepat chip ke arah X dengan jumlah 1g, itu akan menghasilkan respons -1g di X? Ini hanya mengulangi pertanyaannya. Saya tahu ini adalah sistem koordinat tangan kanan. Pertanyaannya adalah mengapa negasi.
Ben
Saya tidak menyatakan kembali pertanyaan, Anda mengatakan itu menggunakan sistem koordinat tangan kiri, tetapi diagram Anda menunjukkan sistem koordinat tangan kanan sesuai dengan berbagai tanggapan. Komentar saya adalah tentang fakta bahwa jika Anda berakselerasi ke arah "maju" (katakan di mobil Anda) maka Anda akan merasakan beban mendorong "mundur" - dan itulah prinsipal di balik cara kerja accelerometer. Gravitasi dirasakan meskipun Anda tidak berakselerasi, jadi jika Anda ingin mendapatkan sinyal yang sama dalam gravitasi nol, Anda harus berakselerasi ke atas, bukan ke bawah. Maaf jika jawaban saya sedikit membingungkan!
Brian Lynch
Jika Anda mempercepat chip ke arah X dengan jumlah 1g, itu akan menampilkan respons 1g di X (bukan -1g). Pertimbangkan ketika gravitasi menunjuk ke arah -X (yaitu, konfigurasi di atas di sisi kiri diagram), jika Anda mempercepat dalam arah X, Anda akan merasakan beban tambahan mendorong kembali, sehingga akan menambah ke 1g sudah dirasakan oleh gravitasi - positif dalam arah X seperti yang ditunjukkan pada diagram pabrikan. Di sisi lain, jika Anda menjatuhkannya dalam konfigurasi itu, itu akan mempercepat dengan -1g di arah X dan membatalkan ke 0.
Brian Lynch
0

Pada akhirnya, Anda dapat menggunakan matriks untuk mengubah sistem koordinat apa pun yang digunakan untuk sistem Anda sendiri. Ini biasanya terjadi ketika Anda harus menempatkan bagian ke arah tertentu karena kesulitan perutean. Dengan menggunakan matriks 3x3 sederhana, Anda dapat mengubah pembacaan X, Y, Z sehingga semuanya sesuai dengan beberapa sensor. Matriks akan memiliki nilai 0, 1 dan -1 sesuai tergantung pada bagaimana transformasi harus dilakukan.

Gustavo Litovsky
sumber
Itu sama sekali tidak menjawab mengapa sistem koordinat tangan kiri digunakan.
JJM Driessen
0

Tebakan terbaik saya adalah bahwa, dengan sistem koordinat tangan kiri, gravitasi positif ketika Anda berada di atas dan negatif ketika Anda terbalik. Seperti disebutkan dalam komentar saya, berhati-hatilah tentang bagaimana Anda "mengubah" sistem koordinat Anda - meniadakan semua nilai hanya memindahkan Anda dari satu oktan ke yang lain.

Chuck
sumber