Почему не работает акселерометр на андроиде после обновления и как это исправить

Чем отличается акселерометр от гироскопа

Как правило, акселерометр в смартфоне работает в паре с гироскопом. Эту практику ввела Apple в модели iPhone 4, и не прогадала. Комбинация двух датчиков сейчас стала настолько обыденной, что не все пользователи понимают разницу между этими двумя приборами.

Если вкратце, то в гироскопе ключевой массивный элемент закреплён и сопротивляется попытке поворота, порождая силу Кориолиса, которую можно измерить. Современный гироскоп способен в общем случае на более точное измерение угла наклона и более быструю реакцию. А сочетание этих двух датчиков даёт гораздо лучший результат, чем использование только одного.

Читайте подробнее статью: Что такое гироскоп

Поэтому в современных смартфонах обычно устанавливается комплексный измеритель, в который входят оба датчика. Первую такую модель выпустила компания InvenSense в 2010 году, и в ней два 3-осных датчика формировали шестиосный комплекс. Разумеется, первыми инновацию оценили пользователи Apple, но вскоре она стала стандартом для всей индустрии.

Конечно, если вы спутаете акселерометр и гироскоп в «бытовом» смысле, это не страшно. Но вообще это совершенно разные измерительные приборы, и измеряют они разные значения, хотя и служат примерно для одной цели.

Акселерометр в смартфоне

Акселерометр, что это такое в телефоне и по какому принципу он работает?

Первоначальные акселерометры имели крупные размеры, не позволяющие внедрить устройство в миниатюрный корпус мобильника.

Специалисты решили создать миниатюрный чип с инертной массой внутри, которая и отслеживает ускорение с фиксацией данных об изменениях местоположения объекта.

Общий алгоритм работы мобильного акселерометра не отличается от основного принципа работы оригинального устройства.

Современные гаджеты также укомплектовываются этим небольшим, но очень удобным механизмом. Акселерометр в смартфоне или в планшете позволяет сохранять важные данные, измеряет уровень смещения от уровня состояния покоя, отслеживает активность человека, а также распознает и демонстрирует расположение в пространстве.

Другие важные функции акселерометра в мобильном телефоне:

  • измерение количества шагов (шагометр);
  • обеспечивает удобное управление путем мгновенного реагирования на смену положения устройства;
  • переворачивает экран при смене положения, создавая наиболее комфортные условия для эксплуатации гаджета.

К слову, большинство современных смартфонов также укомплектовываются гироскопом.

Гироскоп в телефоне обеспечивает гаджет функцией изменения ориентации устройства с книжной на альбомную в зависимости от его расположения. Первый гироскопический датчик в мобильной индустрии был установлен в Айфон 4.

Новые возможности телефона покорили пользователей и эту идею вскоре подхватили и другие компании-производители. Во многих современных смартфонах уже функционирует акселерометр и гироскоп, улучшающие функциональность гаджета.

Как выполнить калибровку компаса

Компас является полезным инструментом для путешественников и охотников, которые не хотят заблудиться в лесу и могут спокойно ориентироваться с его помощью. Но что делать если компас не работает или показывает направление неверно? Выход прост! Достаточно сделать калибровку используя программу GPS Status & Toolbox.

  1. Скачиваем, устанавливаем и запускаем приложение.
  2. Открываем основное меню приложения, нажав на верхний левый угол. Находим пункт «Калибровка компаса» и нажимаем на него.
  3. Для калибровки компаса необходимо по очереди повернуть устройство 1-2 раза по 3-м осям и нажать на кнопку «ОК».
  4. На этом процесс калибровки компаса можно считать завершенным.

Для проверки всех датчиков на работоспособность вам следует загрузить и установить программу GPS Status & Toolbox. Зайти в основное меню, нажав на верхний левый угол и выбрать «Диагностика датчиков». Напротив, каждого из датчика будет стоять либо зеленая галочка, свидетельствующая об исправности, либо красный восклицательный знак, символизирующий о возможной неисправности конкретного датчика.

Для чего нужен акселерометр в смартфоне

Датчик значительно расширяет возможности смартфона. Ниже перечислены основные функции, за которые он отвечает.

  • Автоматическая смена ориентации экрана при повороте девайса.
  • Управление игровым процессом при помощи наклонов.
  • Реагирование устройства на определенные жесты, и выполнение соответствующих действий (смена музыкального трека, отключение будильника или отклонение звонка). Примеры жестов: постукивание по корпусу или его встряхивание, переворот смартфона экраном вниз.
  • Определение и визуальная демонстрация изменений положения человека в пространстве через навигационные приложения (Google Карты и др.).
  • Возможность отслеживания физической активности. Классический пример – подсчет пройденной дистанции при помощи шагометра.

Как выглядит акселерометр в телефоне

Акселерометр в телефоне выглядит как обычный чип. В зависимости от модели смартфона может на вид незначительно отличаться. Принцип работы представить себе проще на примере механического варианта: в нём есть массивный элемент, закреплённый упругими подвесами, давление на которые можно измерить. В зависимости от задачи, подвесов может быть от одного до трёх.

Электронный акселерометр вместо массивного тела использует набор проводников, которые могут двигаться под воздействием ускорения и изменять напряжённость поля вокруг себя. По показаниям напряжённости можно определить, в какую сторону сдвинулись проводники и какое движение корпуса вызвало этот сдвиг. Комплексный датчик, включающий гироскоп, может иметь больше осей – до шести.

Вот так выглядит акселерометр в телефоне.

Трёхосный акселерометр довольно точно определяет как положение тела в пространстве в каждый момент, так и его изменение. При этом он постоянно собирает и отправляет информацию о давлении на подвесы. Что это даёт? Так, например, датчик акселерометра в телефоне помогает не только определить положение корпуса устройства в пространстве, но и скорость, с которой вы перемещаетесь, и сотрясения, производимые вашими шагами, и намеренные встряхивания смартфона.

Именно поэтому, повернув корпус телефона, вы наблюдаете, как картинка на экране тоже поворачивается. Именно поэтому вы можете в гоночной игре рулить, используя смартфон или геймпад как рулевое колесо. Именно поэтому фитнес-трекер умеет подсчитывать ваши шаги или отслеживать качество сна.

Как узнать, есть ли акселерометр в телефоне

Практически во всех смартфонах и планшетах, выпущенных в эпоху Android и iOS, этот датчик есть. Даже в самом первом айфоне, выпущенном в 2007 году, и в первом Samsung Galaxy S, вышедшем в 2010-м.

Если вы сомневаетесь, есть ли он в вашем устройстве, то просто почитайте официальное описание. В ранних Андроид-смартфонах поворот экрана не обязательно включался по умолчанию, поэтому, если вы повернули свой телефон и дисплей не отреагировал, это ещё ни говорит об отсутствии акселерометра. Вероятнее всего, что он отключен в настройках телефона. Найдите похожую иконку, как на рисунке ниже и активируйте.

Ремонт гироскопа и акселерометра в телефоне

By admin Новости

На сегодня обычный используемый нами мобильный телефон уже полностью перешел в новый более продвинутый разряд смартфона. И не зря он называется умным, ведь на его функциональность теперь влияют не только нажатия пальцев самих пользователей, но и другие факторы пространства его использования. Например, положение мобильного телефона в руках владельца, угол его наклона, расположение и т.п. И сейчас мы хотим познакомить Вас именно с теми элементами телефона, которые за это все отвечают. Обобщенно их называют сенсорами и датчиками, и выделяют среди них Проксимити Сенсор, Световой Сенсор, Акселерометр и Гироскоп. О двух последних и пойдет речь в данной статье.

Акселерометр и гироскоп: что это за устройства и зачем они нужны?

Итак, коротко расскажем отдельно о каждом из этих устройств.

Акселерометр или G-сенсор – это мини-устройство, которое реагирует на ускорение Вашего гаджета и определяет угол его наклона. Благодаря этому датчику определенные программы получают информацию об изменении положения Вашего планшета или телефона и соответствующе реагируют на нее. Именно исходя из информации акселерометра, изображение на Вашем смартфоне поворачивается в соответствии с поворотами Вашего устройства на 90 градусов. Еще он помогает телефону правильно отмасштабировать страницы в браузере при повороте, обновить список Bluetooth при встряхивании устройства и даже измерить количество шагов, пройденных Вами за день.

Гироскоп или гиродатчик – это также небольшое приспособление, которое отслеживает ориентацию устройства в пространстве  и его перемещение. Все его возможности еще не до конца освоены в смартфонах. Общая история использования такого устройства берет свое начало еще в 19 веке с морского флота. Дальнейшее его использование распространилось и в сферу авиации, а уже позже – мобильной телефонии. Такой мини-датчик в мобильном телефоне или планшете помогает учесть более точное положение устройства, например, его наклоны и крены. Это повышает даже реалистичность игр, которые используют для своего управления движения устройства.

Впервые гироскоп в свою конструкцию включила компания Apple с началом производства iPhone 4. Следом  за ними он появился в конструкциях всего нескольких телефонов, но на 2011 год его работу можно было наблюдать уже в более 50 моделях смартфонов и планшетов. Но, как Вы сами догадались, лучше всего два вышеописанных мини-устройства действуют в тандеме.

Примеры совместной работы гироскопа и акселерометра

  1. Уже названный игровой процесс. Благодаря этим устройствам Вы можете управлять виртуальным автомобилем в гонках простыми движениями и встряхиваниями своего устройства.
  2. Синхронизация стандартных программ с работой данных датчиков. Например, в некоторых телефонах простой калькулятор может менять набор своих клавиш при повороте. В обычной вертикальной ориентации экрана Вам выдаются самые простые привычные клавиши, но при смене на горизонтальную раскладку данный набор кнопок расширяется и отображает тригонометрические или логарифмические функции.
  3. Расширенные функции музыкального проигрывателя. Наблюдается в iPhone, iPad, iPod и многих других моделях телефонов и планшетов. То есть, в портретной ориентации дисплея Вы видите стандартный список песен, авторов или альбомов, но при повороте – сможете полистать обложки проигрываемых альбомов.
  4. Работа карт определения местности. Именно благодаря данным датчикам Ваша карта не просто автоматически отображает тот кусочек местности, на которой Вы находитесь в данный момент, но и поворачивает его в соответствии с Вашими поворотами.

Сбои в работе данных устройств

Теперь Вы знаете о принципах работы и пользе вышеонисанных мини-датчиков. Поэтому поймете, если сбои будут связаны именно с их работой. Например, начнут некорректно считаться Ваши шаги, экран перестанет поворачиваться после поворота устройства или, наоборот, станет поворачивается самопроизвольно. При таком поведении планшета или телефона Вы можете сделать следующее:

  • Попытаться откалибровать акселерометр. Для этого, как правило, используется программа GPS Status
  • Проверить свое программное обеспечение и удалить некорректно работающее ПО
  • Обратиться в сервисный центр, где мастера быстро определят причину неполадок и качественно ее устранят в короткие сроки

Если при прочтении данной статьи Вы поняли, что сбои в Вашем планшете / телефоне связаны именно с гироскопом или акселерометром и выбрали третий вариант из вышеперечисленных действий, предлагаем Вам посетить сервисный центр ITKey. Здесь Вы сможете проконсультироваться по работе данных мини-датчиков и исправить сбои, возникнувшие по каким-либо из причин.

Как работает акселерометр?

Большинство устройств оснащается емкостными, пьезорезистивными и пьезоэлектрическими приборами. Часто акселерометр представляет собой микроэлектромеханическую систему (MEMS), содержащую несколько компонентов, каждый размером от 1 до 100 микрометров. Размер же прибора обычно не превышает габариты спичечной головки.

Механический акселерометр

Объяснить принцип работы акселерометра проще на механическом приборе. Он состоит из пружины, прикрепленной к корпусу, подвижной массы и демпфера. Масса или, проще сказать, грузик, крепится к пружине. С обратной стороны грузик поддерживает демпфер, гасящий вибрации грузика. Во время ускорения корпуса пружина деформируется (растягивается или сжимается) по противоположным осям под воздействием грузика, стремящегося сохранить свое первоначальное положение, то есть отстать или опередить корпус. На величине деформации и основываются вычисления прибора.

Для получения информации о положении предмета в трехмерном пространстве используется три таких прибора, объединенных в один комплекс.

Конечно же, никто не будет «запихивать» в компактный фитнес-браслет или смартфон такую громоздкую конструкцию. Поэтому она заменяется миниатюрным чипом. Хотя чип и более сложный, чем прибор с шариком и пружиной, он имеет те же основные элементы.

У такого чипа имеется корпус, который крепится к часам или смартфону, «гребенчатая» секция с отведенными по сторонам пластинами и ряд фиксированных пластин, снимающих показания. Эта секция может перемещаться вперед и назад, изменяя значение напряженности поля вокруг контактов. Полученные данные передаются на обработку электроникой и программным обеспечением, после чего происходит вычисление физического расположения устройства.

Внутренняя работа акселерометра

Но самое интересное, как изготавливаются такие акселерометры. При толщине примерно 500 микрон ни один инструмент не сможет его создать. Вместо этого инженеры используют некоторые уникальные химические свойства кремния и силикона с другими веществами. Весь процесс изготовления полностью автоматизирован и выполняется на конвейерных линиях без участия человека.

Также понять как работает акселерометр поможет короткое видео ниже:

Что представляет собой акселерометр в телефоне?

Наверняка многие слышали о таком понятии как акселерометр. Смартфоны иногда запрашивают его настройку, салоны по обслуживанию техники предлагают услуги ремонта акселерометра и так далее.

Но на самом деле мало кто знает, что это за механизм и какие функции в современном смартфоне он выполняет.

Прежде, чем разобраться с принципом работы этого механизма, посмотрим, в каких именно сферах функционирования телефона он применяется:

  • Игры таких жанров, как аркада, квест или гонка.
  • Автоматический поворот экрана при изменении положения телефона.
  • Ориентирование местоположения смартфона в пространстве.
  • Дополнительный контроллер в некоторых типах приложений.

Как работает акселерометр?

На самом деле, спектр применения акселерометра не ограничивается списком, приведенным выше, но основное его применение — именно здесь. Вообще, представляет он из себя очень маленький, всего несколько миллиметров в размере прямоугольничек, обычно располагаемый в специальном месте под аккумулятором телефона. Внутри же его находится пружина. К этой пружине присоединен тяжелый грузик, а соединен он с другой стороны с чувствительным датчиком. При изменении положения телефона в пространстве грузик будет оттягивать пружину вниз, так как на него в любом случае будет действовать сила тяжести.

То, насколько сильно пружина растянута под действием отвисающего груза и в какую сторону направлено это натяжение, этот датчик и улавливает. В современных телефонах используется сразу три таких акселерометра, каждый из которых отвечает за свою ось координат — X, Y и Z. Именно подобная система и позволяет обеспечить точность передачи данных. 

Зачем он нужен?

Теперь же подробнее рассмотрим применение акселерометра в телефоне, иначе говоря, зачем же он все-таки нужен. Первый пункт в списке — игры. Наверное, довольно часто пользователям приходилось видеть гонки, где управление машиной происходит с помощью поворота телефона, словно рулевого колеса. Именно акселерометр, улавливающий угол расположения телефона относительно поверхности земли позволяет производить управление в игре.

То же самое относится и к аркадам — закатить мячик в нужную лунку с помощью поворотов телефона, пройти лабиринт или сбить банки – неисчисляемое количество игр используют технику считывания данных акселерометра. Автоматический поворот экрана — не менее значимая функция. Акселерометр отвечает за формат воспроизводимого видео — то есть, если ваш телефон повернут относительно земли вертикально, видео будет воспроизводиться в небольшом окошечке, а если вы повернете его на 90 градусов, то видео развернется в полный формат.

Применение акселерометра

Все же важнейшим качеством акселерометра, используемого в телефоне, должен быть его маленький размер, чтобы в компактном и тонком стильном телефоне мог поместиться и он, и все остальные необходимые детали. Естественно, даже роботы, предназначенные для работы над микроскопическими деталями, не способны собрать столь маленький механизм. Для производства акселерометра нужно использовать специальные химические реакции с участием силикона. Производство контролируется автоматически.

Первый в мире акселерометр был использован в телефоне марки Нокиа 5500, и в сущности являлся лишь шагомером, однако уже очень скоро на его основе компания Apple разработала привычный нам трехосевой акселерометр, способный выполнять свои базовые функции.

Где еще используется?

Помимо сферы производства смартфонов, акселерометр используется и в других областях промышленности. В частности, он служит для навигационной системы летательных аппаратов, показывая наклон корпуса относительно поверхности земли. Даже привычные всем спидометры, установленные в автомобиле, используют акселерометры для демонстрации скорости движения. Конечно, не обойдется и без защитных механизмов, предназначенных для того, чтобы обезопасить от падения жесткие диски персональных компьютеров. Ну и, конечно, промышленность — всевозможные станки не обходятся без этой технологии.

Введенный в эксплуатацию уже давно, такой маленький и незаметный акселерометр уже очень прочно вошел в нашу жизнь, предоставляя массу удобств в пользовании телефоном и не только. При его поломке необходимо его оперативно заменять, ведь без автоповорота экрана пользоваться телефоном бывает очень тяжело. Столь важный для нормальной работы смартфона, акселерометр остаётся лишь небольшой деталью в корпусе, за сохранностью которой необходимо следить, если вы не хотите отдавать свой телефон в ремонт.

Что такое акселерометр

Акселерометр (accelerometer, g-sensor) — это прибор, обычно в виде датчика, который устанавливается в устройство, предназначенный для измерения кажущегося ускорения (разность истинного ускорения объекта от его гравитационного притяжения/ускорения). Позволяет программному обеспечению устройства, к примеру, смартфона определять его положение (вертикально или горизонтально), скорость, направление и расстояние перемещения в пространстве.

Простыми словами, датчик позволяет измерить скорость движения и ускорения устройства, плюс его направление. Акселерометры бывают однокомпонентными, двухкомпонентными и трехкомпонентными. Однокомпонентный может измерять проекцию кажущегося ускорения только по одной оси, а вот двух и трехкомпонентные уже по двум и трем осям. Также такие приборы могут включать в себя систему сбора и обработки данных.

Важно! Не является гироскопом, хоть и функциями очень похож на него и в некоторых случаях позволяет заменять его. Отличаются они в принципе работы и эффективности выполнения одних и тех же функций

Обычно используются совместно, для получения более точных результатов.

Впервые акселерометр стал применяться в телефонах в Nokia 5500, там он использовался в качестве шагомера. А вот широкую популярность получил с выходом Apple iPhone. Там он уже начал применяться для автоматического поворота экрана и в некоторых приложениях, тот же шагомер. Постепенно выходило все больше программ и игр, которые поддерживали работу с ним. Сейчас нет практически ни одного смартфона, в который бы не был встроен акселерометр.

Интересно! В смартфонах и планшетах в большинстве приложений и игр акселерометр используется одновременно с гироскопом.

Как работает?

Сам прибор представляет собой чувствительную массу, закрепленную в определенном положении в упругом подвесе, на пружине. Отклонение этой массы от своего начального положения при кажущемся ускорении — дает сведения о величине этого ускорения.

Так, при повороте или встряске устройства, он передает информацию об этом программному обеспечению, что был совершен наклон и в какую сторону, какая при этом была скорость и был ли это просто поворот или встряска. Т.е. полная информация, как совершалось движение. ПО телефона уже обрабатывает эти данные.

Именно поэтому, когда вы поворачиваете экран своего смартфона или планшета, картинка также поворачивается, в играх, к примеру, так можно рулить, просто вращая смартфон, как настоящий руль. Технологии есть множество эффективных применений.

В зависимости от чувствительности самого датчика, зависит точность определения данных. К примеру, взять новый смартфон и старый и медленно поворачивать их с вертикального положения в горизонтальное. В большинстве случаев более новый акселерометр, а точнее более чувствительный, обработает данные правильно, и картинка смартфона перевернется, а вот более старый — может вообще никак не среагировать.

Интересно! Так, как акселерометр замеряет разность истинной скорости движения объекта с гравитационной, в условиях невесомости от попросту не работает — вообще.

Применение

1. На смартфонах, планшетах, фитнес браслетах смарт часах:

  • Определение ориентации экрана
  • В играх, реагирование на жесты
  • Положение смартфона в пространстве — в какую сторону смотрит
  • Шагомер
  • Отслеживание физической активности и качества сна (ворочаетесь вы ночью или нет)
  • Включение экрана, если телефон взять в руки

2. В навигационных системах летательных аппаратов. Ракеты, вертолеты, самолеты, квадрокоптеры и другие.

3. Видеорегистраторы, спидометры (не все), эра глонасс.

4. В производствах: станки, различные агрегаты, системы защиты

5. В компьютерной технике / железе, к примеру, в жестких дисках, для защиты от повреждений при падении или ударе.

6. В игровых приставках, а точнее в геймпадах, датчик используется вкупе с гироскопом. Для управления путем поворота джойстика в пространстве, без использования стиков и кнопок.

7. Бытовая техника. К примеру, их ставят в новые модели утюгов, обогревателей, так при их падении, прибор просто отключится.

В заключение

Это очень удобная технология. Найти такой датчик можно практически в любом современном устройстве, выполняет он действительно важные и полезные функции.

Что такое акселерометр?

Акселерометр — это датчик, который измеряет линейное и угловое ускорение, то есть измеряет собственное движение. Он может указывать позицию по 1, 2 или 3 осям (X / Y / Z). В настоящее время наиболее популярны 3-х осевые датчики. Они состоят из 3 акселерометров, каждый из которых измеряет одну ось. 

Как работает акселерометр? При отклонении или вибрации энергия вибрации преобразуется в электрический сигнал, который прямо пропорционален ускорению устройства. Сигнал отправляется в соответствующие компоненты для принятия соответствующих мер.

Преобразователь ускорения хоть и звучит сложно, но отнюдь не новейшая технология. Уже в 1990-х годах его внедрили в автомобильные подушки безопасности. В настоящее время он используется, в том числе, для диагностики работы машин и зданий, в медицинском и спортивном оборудовании, в навигационных системах , камерах и смартфонах.

Акселерометр и гироскоп

Многие путают акселерометр с гироскопом. Это связано с тем, что для определения позиции необходимы оба компонента, но каждый из них делает это по-своему. Акселерометр измеряет собственное движение, а гироскоп дает точное положение объекта в пространстве. 

Эти два компонента могут работать вместе и дополнять друг друга, но они не являются взаимозаменяемыми. По этой причине вы найдете оба этих решения в высокотехнологичной электронике. Поэтому, если вы заботитесь о точности ваших измерений, выберите модель с акселерометром и гироскопом.

Применение устройства

Определившись с тем, что представляет собой акселерометр в телефоне, стоит узнать и как им пользоваться – для этого можно привести несколько примеров:

С помощью датчика осуществляется управление в играх – смена положения мобильного устройства вызывает определённые действия со стороны игрового персонажа или управляемого игроком транспортного средства. Так, например, наклоном телефона можно изменять направление движения автомобиля в гоночных симуляторах.

Рис. 4. Игра Asphalt 8, управление в которой выполняется с помощью акселерометра.

Во время спортивной пробежки акселерометр используется в смартфонах и планшетах для контроля пройденной дистанции. При этом определяется примерное количество сделанных шагов – и, хотя погрешность может быть довольно высокой (зависит от скорости движения), полученные результаты можно использовать для повышения результатов тренировки.

Наличие таких датчиков на смартфонах и планшетах позволяет изменять ориентацию изображения. Расположив мобильный гаджет горизонтально, пользователь при помощи акселерометра автоматически получает альбомный формат картинки или текста. При вертикальном расположении экрана ориентация изменится на книжную.

В других устройствах датчик применяют и для выполнения тех же задач, для чего нужен акселерометр на телефонах, и для других целей. Так, в авиации он необходим для работы навигационных систем, а в промышленности используется в качестве вибропреобразователя.

В системах управления жёсткими дисками HDD акселерометр требуется для компенсации вызываемых ускорениями объекта колебаний и защиты хранящихся на накопителе данных.

Видеорегистраторы с помощью этого датчика способны определять время ускорения и торможения, фиксировать остановки и столкновения. На джойстиках игровой приставке акселерометр необходим для управления игровым процессом.

Ошибки оценивания углов ориентации

Описание алгоритма

  • Сформируем массивы случайных углов Эйлера roll, pitch, yaw. Они будут задавать наборы вариантов истинной ориентации объекта в модели.
  • Из случайных углов roll, pitch, yaw формируется матрица преобразования из ССК XYZ в ЛСК ENU:

    $$display$$C_{XYZ}^{ENU}=\begin{vmatrix} cy\cdot cp &-cr\cdot sy+sr\cdot cy\cdot sp &sr\cdot sy+cr\cdot cy\cdot sp \\ sy\cdot cp &cr\cdot cy+sr\cdot sy\cdot sp & -sr\cdot cy+cr\cdot sy\cdot sp \\ -sp &sr\cdot cp &cr\cdot cp \end{vmatrix},$$display$$

    где $inline$cr=\cos (roll)$inline$, $inline$sr=\sin(roll)$inline$, $inline$cp=\cos(pitch)$inline$, $inline$sp=\sin(pitch)$inline$, $inline$cy=\cos(yaw)$inline$, $inline$sy=\sin(yaw)$inline$.

  • Используя данную матрицу можно получить выражение для истинных ускорений в ССК:

    $$display$$A_{XYZ}=\left ( C_{XYZ}^{ENU} \right )^{T}\cdot \begin{vmatrix} 0\\ 0\\ -1\\ \end{vmatrix},$$display$$

    $inline$\begin{vmatrix} 0\\ 0\\ -1\\ \end{vmatrix}$inline$ — вектор, определяющий направление гравитационного ускорения, выраженный в единицах g, $inline${(C_{XYZ}^{ENU} )}^{T}$inline$ — матрица преобразования координат из ЛСК в ССК (обратная матрице преобразования из ССК в ЛСК).

  • Применяем модель измерения акселерометра:

    $$display$$a_{XYZ}=\left ( I+m_{a} \right )\cdot A_{XYZ}+b_{a}+n_{a},$$display$$

  • По измерениям акселерометра рассчитываются новые углы крена и тангажа (оценки) по формулам:

    $$display$$roll’=atan \left ( \frac{a_{Y}}{a_{Z}} \right ),$$display$$

    $$display$$pitch’=atan\left ( \frac{-a_{X}}{\sqrt{a_{Y}^{2}+a_{Z}^{2}}} \right ).$$display$$

  • Также необходимо сформировать матрицу пересчета в «горизонт» из этих углов, для этого воспользуемся функцией rpy2mat:

    $$display$$C_{XYZ}^{XYZ’}=rpy2mat\left ( \begin{bmatrix} roll’\\ pitch’\\ 0 \end{bmatrix}^{T} \right ),$$display$$

    где углы roll’ и pitch’ — это углы, рассчитанные по измерениям акселерометра, а третий угол — нулевой.

  • Возьмем вектор истинных магнитных плотностей в ЛСК ENU и пересчитаем его в ССК XYZ:

    $$display$$M_{XYZ}= {(C_{XYZ}^{ENU} )}^{T}\cdot M_{ENU}.$$display$$

  • Применяем модель измерений магнитометра:

    $$display$$m_{XYZ}=S_{m}\cdot M_{XYZ}+b_{m}+n_{m}.$$display$$

  • Осталось пересчитать измерения магнитометра из ССК в «горизонт»:

    $$display$$m_{XYZ’}=C_{XYZ}^{XYZ’}\cdot m_{XYZ}.$$display$$

  • По «горизонтированным» измерениям магнитометра расcчитывается угол магнитного азимута:

    $$display$$yaw’=atan2\left ( \frac{m_{Y’}}{m_{X’}} \right ).$$display$$

  • Ошибки оценивания углов ориентации рассчитываются как разность между истинными углами roll, pitch, yaw и рассчитанными по измерениям датчиков — roll’, pitch’, yaw’.

Акселерометр в фитнес-браслете

Это датчик, помогающий измерить кажущееся ускорение объекта, к которому он прикреплен.

Под кажущимся ускорением понимают разницу между гравитационным, а также истинным ускорением.

Именно благодаря акселерометру, фитнес-браслет умеет подсчитывать количество шагов. Для этой цели в спортивный гаджет устанавливают трехкомпонентный датчик – это миниатюрное устройство, которое регистрирует ускорение по 3 осям координат. 

С помощью акселерометра фитнес-трекер понимает, двигается ли рука пользователя с определенным ускорением или находится в неподвижном состоянии. Мало кто знает, что это устройство постоянно контролирует быстроту изменения скорости, затем передает данные в микропроцессор. Последнее устройство обрабатывает полученную информацию по определенному алгоритму, отличая перемещение в пространстве (с движением рук во время ходьбы) от обычных жестов руками.

Если акселерометр в фитнес-браслете дополнен гироскопом, то это позволяет получить микропроцессору более развернутую (трехмерную) картину движения руки пользователя. Благодаря этим аппаратным компонентам, трекер для фитнеса может точно отличить перемещение рук во время ходьбы от движений, совершаемых на месте.

Функция акселерометра в видеорегистраторе

Автомобильные видеорегистраторы уже давно комплектуются чипом-акселерометром. Это устройство фиксирует резкие изменения движения транспорта и обеспечивает сохранность видео файлов с регистратора.

Акселерометр в видеорегистраторе также выполняет:

  • сбор информации об ускорении авто и ее сохранение в компьютере;
  • при определении «тревожных событий» (например, резкое торможение, удар или поворот), запускает автоматическое включение регистратора, который мог быть выключен на тот момент;
  • предотвращают случайное удаление видео записей в момент «тревожных событий», сохраняя эту информацию в специальной отдельной папке.

Проще говоря, акселерометр – очень нужная и удобная вещь, успешно применяемая в разных направлениях.

Сейчас трудно представить нашу жизнь без смартфонов и планшетов. А из года в год они становятся все совершеннее. Увеличивается объем оперативной памяти, прибавляется количество ядер у процессора (и повышается их таковая частота), устанавливаются графические процессоры для обработки графики (в том числе и 3D), камеры становятся двойными, что позволяет делать четкие фотографии в большом разрешении, совершеннее становятся экраны и многое другое. Причем надо заметить, все эти совершенства комплектуются в довольно тонкий корпус в несколько миллиметров. Но есть две маленькие детальки, без которых не обходится ни один смартфон или планшет – это датчики акселерометр и гироскоп. Впрочем, они устанавливаются и в другие электронные устройства, например, в квадрокоптеры. Они устанавливаются даже в некоторые жесткие диски. Рассмотрим что такое акселерометр в телефоне, как он устроен и для чего применяется.