在加速度传感器中有一种是三轴加速度传感器,同样的它是基于加速度的基本原理去实现工作的,加速度是个空间矢量,一方面,要准确了解物体的运动状态,必须测得其三个坐标轴上的分量;另一方面,在预先不知道物体运动方向的场合下,只有应用三轴加速度传感器来检测加速度信号。由于三轴加速度传感器也是基于重力原理的,因此用三轴加速度传感器可以实现双轴正负90度或双轴0-360度的倾角,通过校正后期精度要高于双轴加速度传感器大于测量角度为60度的情况。
三轴加速度传感器的好处就是在预先不知道物体运动方向的场合下,只有应用三维加速度传感器来检测加速度信号。三维加速度传感器具有体积小和重量轻特点,可以测量空间加速度,能够全面准确反映物体的运动性质。
为了方便表示,上图坐标系的Z轴正方向(机腹以及芯片正面)向下,X轴正方向(飞机前进方向)向右。此时芯片的Roll角Φ()为加速度向量与其在XZ平面上投影(x,0,z)的夹角,Pitch角ω(绿色)与其在YZ平面上投影(0,y,z)的夹角。求两个向量的夹角可用点乘公式: ,简单推导可得:
,以及
注意,因为arccos函数只能返回正值角度,因此还需要根据不同情况来取角度的正负值。当y值为正时,Roll角要取负值,当x轴为负时,Pitch角要取负值。
2加速度计的原理
(1)单轴
加速度计---我们可以把它想作一个圆球在一个方盒子中。如下图。
假定这个盒子不在重力场中或者其他任何会影响球的位置的场中,球处于盒子的正。
你可以想象盒子在外太空中,或远在航天飞机中,离任何天体,一切东西都处于无重力状态。
如下图。现我们给每个轴分配了两面墙(图中移除了Y+这面墙,以此来观察里面的情况)。
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