Получение инерционной ссылки с помощью акселерометра

[RDeniel]

Доброго времени суток уважаемые форумчане.
Разрабатываю систему определения грубости дорожного полотна, состоящую из лазерного датчика высоты, энкодера, и акселерометра. В России аналогов подобных систем нет, теории тоже нет поэтому столкнулся с проблемами. Есть американский патент по такой систем и все (во вложении).
По ходу работы возникла следующая задача: требуется измерять вертикальные перемещения корпуса автомобиля при помощи акселерометра при проезде по дороге для получения так называемой "инерциальной ссылки". (то есть значений высоты относительно проеханного автомобилем расстояния).
Данные с акселерометра нужны для коррекции сигнала с лазерного датчика высоты который непосредственно измеряет ровность дороги.
Данные высоты с акселерометра пытался получать двойным интегрированием передаются на ацп L-card, сигнал после интегрирования даже когда акселерометр лежит на столе уплывает по экспоненте вверх за 1 секунду. Можно ли каким либо методом стабилизировать сигнал от ухода? как компенсировать этот дрейф?

[RDeniel]

Вложения не прикрепились почему то...

[Falconist]

Выходной сигнал любого аналогового интегратора будет плыть. Связано это с неодинаковостью входных токов реального ОУ. Причем, куда сигнал "поплывет" предсказать невозможно - зависит от экземпляра. Устраняется это схемой периодической коррекции нуля.

Радикальным решением является переход от аналогового интегрирования к цифровому.

[jump]

RDeniel,
а какой ОУ применяете в интеграторе? может нужно применить с малым дрейфом или чопперные/МДМ?
и схема интегратора какова? если без ОС по постоянному току - будет убегать в любом случае.
интегратор лучше делать в цифре, после АЦП, там и фильтрацию можно сделать

[dg79]

Мда... интерсная разработка американцев... Теперь, мне кажется ясно почему у нас дороги плохие! Нет критериев оценки качества (ровности), и уж тем более приборов для измерения. Единственное не понял из патента: в каких единицах получается результат?

Прошу прощения за оффтоп.


ЗЫ: Подумал тут и понял что, у нас подобные приборы есть давно! Только используються они не на автомобильных дорогах а на Железнодорожном полотне. Обратитесь к железнодороджникам - они Вам может что-нить подскажут.

[RDeniel]

Аналоговый сигнал с акселерометра оцифровывается АЦП и передается на компьютер, там уже интегрирую.

[Yurkin2007]

Можно ли каким либо методом стабилизировать сигнал от ухода? как компенсировать этот дрейф?

Как и предлагается патенте: с помощью фильтра высоких частот. Даже когда акселерометр лежит на столе, его сигнал не стабилен с точностью до нановольт, а плавает вокруг какой-либо точки, шумит и всё такое. Предположим, чувствительность акселерометра 1В/g. Тогда уплывание сигнала на 1мВ от среднего значения за 1 секунду двойного интегрирования даст ошибку 5мм, а за 10 сек ошибка составит 0.5м. Что не есть хорошо.
В патенте предлагается использовать цифровую фильтрацию, которая подавит все медленные уходы напряжения до идеального нуля. А даже двойное интегрирование нуля даст нуль в результате.
Нужно только определиться с частотой среза ФВЧ. Например, при максимальной длине фиксируемой неровности в 1 метр и скорости автомобиля 36км/час, эту самую неровность проскочим за 0.1сек, и частота срезу нужна 1/(2*пи*0.1) =1.6Гц. Все более длинные неровности игнорируем, а более короткие проходят без проблем. Получается, частота среза зависит от скорости авто.
В патенте предлагается сигнал акселерометра делить на квадрат скорости автомобиля, в результате фильтрация такого поделенного сигнала упрощается: частота среза ФВЧ в таком случае не зависит от скорости и остаётся константой ...

[RDeniel]

Как и предлагается патенте: с помощью фильтра высоких частот. Даже когда акселерометр лежит на столе, его сигнал не стабилен с точностью до нановольт, а плавает вокруг какой-либо точки, шумит и всё такое. Предположим, чувствительность акселерометра 1В/g. Тогда уплывание сигнала на 1мВ от среднего значения за 1 секунду двойного интегрирования даст ошибку 5мм, а за 10 сек ошибка составит 0.5м. Что не есть хорошо.
В патенте предлагается использовать цифровую фильтрацию, которая подавит все медленные уходы напряжения до идеального нуля. А даже двойное интегрирование нуля даст нуль в результате.
Нужно только определиться с частотой среза ФВЧ. Например, при максимальной длине фиксируемой неровности в 1 метр и скорости автомобиля 36км/час, эту самую неровность проскочим за 0.1сек, и частота срезу нужна 1/(2*пи*0.1) =1.6Гц. Все более длинные неровности игнорируем, а более короткие проходят без проблем. Получается, частота среза зависит от скорости авто.
В патенте предлагается сигнал акселерометра делить на квадрат скорости автомобиля, в результате фильтрация такого поделенного сигнала упрощается: частота среза ФВЧ в таком случае не зависит от скорости и остаётся константой ...

Неровности нужно отслеживать от 1 до 30 метров....как в таком случае расчитать частоту? 30/(2*пи*?)= в патенте как то иначе считается...если коэфициэнты T это частота среза.

[RDeniel]

1/(2*пи*0.1) =1.6Гц.

не понял я откуда эта формула ...разве не наоборот делить надо ? 2пи на длину волны?

[niXto]

Аналоговый сигнал с акселерометра оцифровывается АЦП и передается на компьютер, там уже интегрирую.

Зачем такие сложности, если давно уже придумали цифровые акселерометры, внутри которых АЦП и вся предварительная обработка