ฉันมีข้อมูล accelerometer ประมาณ 32 วินาทีของสถานการณ์การขับขี่ขั้นพื้นฐานถนนปกติ 25MPH พร้อมด้วยการกดปุ่มหลุมบ่อประมาณ 7 หลุมและถนนขรุขระ มาตรวัดความเร่งติดตั้งอยู่บนแผงหน้าปัดรถยนต์ของฉันด้วยเทปสองด้าน
ปัญหา: ฉันมีข้อมูลทั้งหมดที่มีเสียงดังจาก accelerometer และฉันต้องการวิธีง่ายๆในการตรวจสอบว่ามีเหตุการณ์หลุมบ่อเกิดขึ้น ด้านล่างนี้คือกราฟหลายข้อมูลในโดเมนเวลาและ FFT มาตรวัดความเร่งคือการวัดใน GForce
โดยพื้นฐานแล้วฉันต้องการให้อาร์ดิโนของฉันรู้ว่าหลุมบ่อเกิดขึ้นด้วยความแม่นยำที่ยอดเยี่ยมและไม่ได้ใช้คณิตศาสตร์และเทคนิคระดับบัณฑิตศึกษา
มาตรความเร่งตัวอย่างที่ 100hz มี 50HZ RC LASS PASS FILTER บนแกน Z อย่างง่าย
Here is the CSV data for the 32 seconds of accelerometer readings TIME, GFORCE format:http://hamiltoncomputer.us/50HZLPFDATA.CSV
UPDATE: นี่คือแบนด์วิดท์เต็มรูปแบบ RAW ของ accelerometer 1000HZ ที่อัตราการสุ่มตัวอย่างสูงสุดที่ฉันสามารถทำได้บน Arduino ดาวน์โหลดไฟล์ CSV โดยตรง: ประมาณ 112 วินาทีของข้อมูล
http://hamiltoncomputer.us/RAWUNFILTEREDFULLBANDWIDTH500HZ.csv
ร่องรอยสีดำคือ RAW Accelerometer ที่ไม่มีการกรองข้อมูล: ร่องรอยสีน้ำเงินถูกกรองโดยตัวกรองแบบแถบความถี่ตามความถี่สูงสุดที่พบใน FFT, ครอง 2HZ และ 12HZ
เหตุการณ์หลุมบ่อดูเหมือนว่านี้ในโดเมนเวลา:
ไม่แน่ใจว่าองค์ประกอบ 10 ถึง 15 เฮิร์ตใน FFT คือหลุมบ่อจริงหรือว่ามันคือการกระโดดล้อของล้อกับถนนหรือมันเป็นความถี่เรโซแนนท์ของรถหรือไม่
FFT:
ดูเหมือนว่าจะเป็นเหตุการณ์หลุมบ่อจริงนี่คือ HPF @ 13HZ คุณสมบัติที่โดดเด่นของหลุมบ่อดูเหมือนจะได้รับการปรับปรุง
ฉันต้องการที่จะสามารถตรวจจับและนับหลุมบ่อในเวลาจริง
ดูเหมือนว่าจะตอบโต้ได้ง่ายการระงับควรเคลื่อนที่ช้ากว่า 10 ถึง 13 HZ ที่จะทำให้เกิดอาการเมารถฉันเชื่อว่า
UPDATE:
ตามคำแนะนำของ AngryEE ฉันใช้แบนด์วิดธ์เต็มรูปแบบของ accelerometer 1000HZ และอัตราการสุ่มตัวอย่างสูงสุดที่ฉันสามารถทำได้ในอาร์ดิโน
FFT:
นี่คือข้อมูลตัวอย่างของเหตุการณ์หลุมบ่อและการกระแทกและเสียงรบกวนรอบข้าง:
เพิ่มวงจรตัวตรวจจับซองจดหมาย Diode ผลลัพธ์จะออกมาเหมือนกัน ... มาตรวัดความเร่ง 0 ถึง 3.3Volts จะไม่ลบ ...
UPDATE:
จากการทดสอบบนถนนหลายครั้งฉันไม่เคยเกิน 1.6G ถึง 45 ไมล์ต่อชั่วโมงในรถของฉันบนแกน Z ฉันใช้ rand () เพื่อสร้างการเร่งความเร็วแบบหลอกหลอก Gforce
ความคิดของฉันคือถ้าฉันสามารถดูข้อมูลหน้าต่าง 1 ถึง 3 วินาทีฉันสามารถคำนวณการกระจัดของแกน Z ได้ แต่ฉันกังวลเกี่ยวกับการเลื่อนของ accelerometer และข้อผิดพลาดในการรวม ฉันไม่จำเป็นต้องแม่นยำแม้แต่ 90% ที่นี่> 70% จะดี แต่ถ้าฉันดูการกระจัดที่หนึ่งถึงสามวินาทีในแต่ละครั้งที่เป็นไปได้ที่จะทำในเวลาจริง? ด้วยวิธีนี้ฉันสามารถดูว่าการกระจัดมากกว่า 1 นิ้ว 2 นิ้ว 5 นิ้ว การกระจัดที่ยิ่งใหญ่กว่าที่ชนหรือหลุมคือ:
คุณช่วยตรวจสอบว่าฉันทำถูกไหมฉันตั้งค่าเดสก์ท็อปโดยใช้ rand () เพื่อสร้างการเร่งความเร็วแบบสุ่มจาก -1.6 ถึง 1.6 G's เก็บข้อมูล 3 วินาทีที่อัตราการสุ่มตัวอย่าง 50HZ จำลอง
ถ้าคุณชอบ * nix ฉันกำลังใช้ Sleep () จาก Windows.h เพื่อหน่วงเวลา 20mS อัตราการสุ่มตัวอย่าง 50HZ
ฉันแค่อยากจะดูว่ารหัสนั้นเหมาะสมกับคุณหรือไม่ฉันยังไม่ได้ทำ cicular buffer ฉันยังสับสนเกี่ยวกับวิธีการใช้งาน: โค้ดที่ใส่ความคิดเห็นมาจากคลาสที่ฉันใช้งานอยู่ แต่ฉันยังไม่เข้าใจ 100% เลย บัฟเฟอร์แบบวงกลมจะอนุญาตให้ย้ายหน้าต่างข้อมูลอย่างต่อเนื่องใช่ไหม
#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;
}วิ่งตัวอย่าง:
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
Press any key to continue . . .
