Warum haben 3-Achsen-Beschleunigungsmesser scheinbar ein linkshändiges Koordinatensystem?

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Eine sorgfältige Prüfung von Seite 35 (Abbildung 58) des ADXL345-Datenblattes zeigt, dass der Chip nur unter Schwerkraftbelastung ein linkshändiges Koordinatensystem verwendet. Meine eigenen Experimente mit diesem Chip bestätigen dies.

Normalerweise benutze ich den Chip nur, um den Schwerkraftvektor anzuzeigen. Wenn ich diesen Chip benutze, negiere ich einfach die Werte, um ein rechtshändiges Koordinatensystem zu erhalten. Das scheint aber nicht richtig zu sein. Ich nehme an, es gibt eine logische und mathematische Erklärung für das linkshändige Koordinatensystem, aber ich kann nicht herausfinden, was es sein könnte.

Bild aus dem ADXL345-Datenblatt

sensors imu accelerometer calibration Ben
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Ich bin mir nicht sicher, ob es einen Standard dafür gibt, könnte aber etwas damit zu tun haben, dass die meisten Flugdynamikanwendungen ein rechtshändiges Koordinatensystem verwenden (möglicherweise hat der Hersteller angenommen, dass Beschleunigungsmesser in Luftbots / Fahrzeugen maximale Verwendung finden). Nur eine Vermutung. Aber was ist deine Frage überhaupt? Wenn Ihnen das Koordinatensystem nicht gefällt, transformieren Sie es in das für Sie am besten geeignete System!
Metsburg
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Wenn Sie alle Ihre Werte negieren , konvertieren Sie nicht in ein anderes Koordinatensystem, sondern wechseln nur von Oktant 1 zu Oktant 7 . Erwägen Sie stattdessen, die y- und z-Achse zu vertauschen.
Chuck
Scheint mir eine gültige Frage zu sein ...
JJM Driessen

Antworten:

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Die Antwort ist, dass 3-Achsen-Beschleunigungsmesser kein linkshändiges Koordinatensystem nur für die Schwerkraft haben. Im statischen Zustand (dh wenn der Beschleunigungsmesser in Bezug auf einen Trägheitsrahmen nicht beschleunigt) messen sie das Gegenteil der Schwerkraftbeschleunigung, nicht die Schwerkraftbeschleunigung selbst.

aaccelerometer=asensorFrame−g

g0

Traversaro
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Dies verwendet kein linkshändiges Koordinatensystem! Schauen Sie sich meine groben Änderungen am Diagramm an.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Beachten Sie, dass bei jedem Koordinatensystem (RGB für XYZ, schwarz für die Schwerkraft) der Schwerkraftvektor in der negativen Richtung der entsprechenden Achse ausgerichtet ist, während das Diagramm einen positiven Wert zeigt. Ich hätte sie auch anders zeichnen können, aber die tatsächliche Beschleunigung ohne Schwerkraft wäre nach oben gerichtet, um den gleichen Messwert zu erhalten. Vielleicht funktioniert das Negieren der Werte deshalb für Ihre Anwendung.

Brian Lynch
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Sie sagen also, wenn Sie den Chip in X-Richtung mit einer Menge von 1 g beschleunigen, wird in X eine Antwort von -1 g ausgegeben? Dies ist einfach eine Wiederholung der Frage. Ich weiß, dass dies ein rechtshändiges Koordinatensystem ist. Die Frage ist, warum die Verneinung.
Ben
Ich wiederhole die Frage nicht, Sie sagen, es wird ein linkshändiges Koordinatensystem verwendet, aber Ihr Diagramm zeigt ein rechtshändiges Koordinatensystem gemäß den verschiedenen Antworten. Mein Kommentar bezieht sich auf die Tatsache, dass Sie beim Beschleunigen in Vorwärtsrichtung (z. B. in Ihrem Auto) spüren, wie das Gewicht "nach hinten" drückt - und das ist der Grund dafür, wie der Beschleunigungsmesser funktioniert. Die Schwerkraft ist zu spüren, obwohl Sie nicht beschleunigen. Wenn Sie also dasselbe Signal in der Schwerelosigkeit erhalten möchten, müssen Sie nach oben und nicht nach unten beschleunigen. Entschuldigung, wenn meine Antwort etwas verwirrend ist!
Brian Lynch
Wenn Sie den Chip in X-Richtung mit einer Menge von 1 g beschleunigen, wird eine Antwort von 1 g in X (nicht -1 g) ausgegeben. Überlegen Sie, wann die Schwerkraft in die -X-Richtung zeigt (dh die Konfiguration oben links im Diagramm). Wenn Sie in X-Richtung beschleunigen würden, würden Sie ein zusätzliches Gewicht spüren, das zurückschiebt, so dass sich etwas hinzufügen würde auf das 1g, das bereits durch die Schwerkraft gefühlt wird - positiv in X-Richtung, wie im Herstellerdiagramm gezeigt. Wenn Sie es dagegen in dieser Konfiguration ablegen, beschleunigt es mit -1 g in X-Richtung und hebt sich auf 0 auf.
Brian Lynch
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Am Ende des Tages können Sie eine Matrix verwenden, um das verwendete Koordinatensystem in Ihr eigenes System umzuwandeln. Dies ist normalerweise der Fall, wenn Sie Teile aufgrund von Routing-Schwierigkeiten in eine bestimmte Richtung platzieren müssen. Mit einer einfachen 3x3-Matrix können Sie X-, Y- und Z-Messwerte so transformieren, dass sie alle auf mehreren Sensoren ausgerichtet sind. Die Matrix hat dementsprechend 0-, 1- und -1-Werte, je nachdem, wie die Transformation durchgeführt werden soll.

Gustavo Litovsky
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Das beantwortet überhaupt nicht, warum ein linkes Koordinatensystem verwendet wird.
JJM Driessen
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Meine beste Vermutung dafür wäre, dass bei einem linkshändigen Koordinatensystem die Schwerkraft positiv ist, wenn Sie mit der rechten Seite nach oben sind, und negativ, wenn Sie auf dem Kopf stehen. Wie in meinem Kommentar erwähnt, achten Sie darauf, wie Sie Ihre Koordinatensysteme "transformieren". Wenn Sie alle Werte negieren, werden Sie nur von einem Oktanten zum anderen verschoben.

Chuck
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