Làm thế nào tôi có thể phát hiện ổ gà bằng cách sử dụng gia tốc kế gắn trên xe?


9

Tôi hiện đang học DSP và FFT, tôi rất mới với điều này và đã làm điện tử trong một thời gian dài với Arduino và các dự án sở thích. Gần đây, tôi đang thực hiện một dự án với mục tiêu lập bản đồ ổ gà dọc theo tuyến đường hàng ngày của bạn trong xe hơi, đo độ gồ ghề trên đường. Đây không phải là hồ sơ đường, nhưng sự thô bạo của người lái xe cảm thấy trong chuyến đi. Tôi có một gia tốc được gắn để đo gia tốc "dọc" của trục Z của xe, khi một ổ gà bị va đập mạnh và lò xo làm giảm lực theo mô hình xe hơi quý cho đơn giản.

Về cơ bản, tôi muốn có thể tạo ra một máy dò phát hiện ổ gà bằng cách sử dụng FFT để tìm tần số thống trị của gia tốc dọc, sau đó tôi có thể ghép nó với mô hình để phát hiện cửa đóng sầm cửa, hoặc nắp người từ một ổ gà có thể trong tương lai.

Tôi không chắc chắn liệu FFT có phải là hướng đi hay không, bất kỳ đầu vào hoặc lời khuyên và ý tưởng nào đều được đánh giá cao, tôi đã tạo bộ lọc thông thấp để lọc rung động tần số cao hơn từ bộ truyền động và động cơ.

Bất kỳ ý tưởng về "độ nhám" chủ đề cảm thấy bởi hành khách / người lái xe trong xe? Tôi đã nghĩ đến việc thực hiện các bài kiểm tra đường trên một con đường trơn, đường sỏi, đường gạch, đường xấu và đi đến một ngưỡng của độ lớn của gia tốc thẳng đứng và tạo ra một quy mô bằng cách nào đó được coi là "thô"

Các ổ gà được phát hiện cũng sẽ được ghi lại bằng GPS vị trí của chúng, tôi đang cố gắng sử dụng Rasberry Pi cho việc này, với lưu trữ dữ liệu và tốc độ của nó là một dự án tốt cho nó.

Cảm ơn bất kỳ trợ giúp hoặc ý tưởng được đánh giá cao, sách, hướng dẫn, trí tuệ, vv

CẬP NHẬT:

Mang theo dữ liệu bổ sung tại đây:

/electronics/56238/accelerometer-data-smoothing-filtering-pothole-detection


2
Câu trả lời của PAK-9 dưới đây có một số gợi ý hay. Bước 1 đối với bạn có lẽ là thu thập một số dữ liệu bằng các bài kiểm tra đường bộ (như bạn đã đề xuất) để xem các tính năng bạn muốn phát hiện thực sự trông như thế nào.
Jason R

Bạn sẽ tự động gửi chúng đến seeclickfix.com? :)
endolith

Có, tôi có thể nếu tôi làm cho nó hoạt động chính xác lol, Thành phố Boston đã tạo ra một ứng dụng điện thoại thông minh thực hiện điều này, họ có hàng ngàn đô la tài trợ cho mọi người để họ nộp. Của tôi sẽ là một tập hợp con đơn giản của điều đó, tôi tưởng tượng với một điện thoại thông minh hầu hết mọi người di chuyển nó trong xe của họ, vì vậy bạn sẽ phải có điện thoại trong một giá đỡ để có được đọc chính xác hoặc ngăn chặn việc làm rơi điện thoại hoặc di chuyển trong khi Chiếc xe đang di chuyển. Vì vậy, tôi đang sử dụng gia tốc kế bên ngoài để tránh những biến chứng đó
zacharoni16

@ user978563 Thương hiệu gia tốc kế bên ngoài này mà bạn đang sử dụng là gì?
Spacey

Thương hiệu là KXPS5-3157 Datasheet dz863.com/doadpdf-lovdnabsxg-KXPS5-3157.pdf
zacharoni16

Câu trả lời:


8

Bạn không thực sự quan tâm đến thông tin tần số trong tín hiệu của mình nhiều như các tính năng có thể phát hiện được - vì vậy tôi sẽ đề xuất rằng không có nhiều tiện ích trong FFT ở đây.

Những gì bạn thực sự muốn làm là tương quan với 'tín hiệu xe hơi' liên tục được ghi trong xe với một tín hiệu khác là 'chữ ký' của vết sưng ổ gà. Bạn sẽ cần phải có được chữ ký này bằng cách ghi nó trong một chiếc ô tô đi qua ổ gà (có lẽ ghi lại nhiều và sử dụng chúng để tạo ra một tín hiệu chung là một đại diện tốt của ổ gà). Một khi bạn có nó, bạn có thể tương quan chéo với tín hiệu xe hơi của bạn. Bạn có thể muốn làm điều này trong miền tần số trong trường hợp bạn nên tương quan chéo FFT của chữ ký của bạn với FFT trượt của tín hiệu xe hơi.

Bạn có thể muốn xử lý tín hiệu xe hơi trước khi sử dụng nó để loại bỏ, ví dụ, nhiễu tần số cao (với bộ lọc thông thấp). Bạn có thể thực hiện việc này khá hiệu quả bằng mắt - chơi xung quanh với các bộ lọc khác nhau trên tín hiệu xe hơi để xem cái nào loại bỏ thông tin không liên quan nhất trong khi vẫn giữ nguyên thông tin ổ gà quan trọng.


Điều này có tương quan chéo sẽ rất khó để làm theo chương trình? Tôi muốn tất cả được thực hiện tự động trong phần mềm. Tôi đoán phần khó nhất là để có được "tín hiệu chung" cho một ổ gà đủ rộng để khớp với FFT so với FFT của dữ liệu hiện tại trong xe. FFT trượt, chức năng cửa sổ sẽ là gì? Một điều làm tôi bối rối về FFT là cửa sổ, nó sẽ là một cửa sổ trượt? Có vẻ như tần số ổ gà xảy ra trong dải 5HZ đến 20HZ có tần số rất thấp làm SHM của hệ thống treo bị ẩm
zacharoni16

2
Tương quan chéo không đặc biệt khó thực hiện theo chương trình, nó rất giống với tích chập (cả hai đều cơ bản lặp qua hai mảng và thực hiện một số chức năng với một mẫu từ mỗi mảng) - Tôi chắc chắn có thư viện có sẵn nếu bạn không muốn viết của riêng bạn. Chữ ký có thể hơi khó lấy nhưng nếu bạn tải được dữ liệu, bạn sẽ thấy một số tính năng mới nổi, cộng với tương quan chéo không phải là nhị phân, kết quả về cơ bản là giá trị 'độ tin cậy' để bạn có thể vượt qua nó theo ý muốn.
PAK-9

1
Cửa sổ fn của FFT trượt có thể là bất cứ điều gì bạn muốn, nó không ảnh hưởng quá lớn đến kết quả. Tôi hy vọng sẽ thấy một xung lực lớn được làm ẩm trong một khoảng thời gian ngắn (SHM của hệ thống treo như bạn nói) để bạn có thể tổng hợp một cái gì đó như thế này dựa trên các quan sát tín hiệu.
PAK-9

AH có ý nghĩa, phần khó khăn để có được chữ ký là có bất kỳ hướng dẫn hoặc cuốn sách hoặc trang web nào có ví dụ tương tự về quy trình, ngay bây giờ tôi nghĩ rằng tôi chỉ cần thực hiện các cú va chạm tổng hợp như va chạm tốc độ, ổ gà và trình điều khiển hơn họ rất nhiều lần để có được nhiều dữ liệu Tôi không chắc chắn những tính năng nào tôi nên xem xét cho chữ ký mặc dù
zacharoni16

2
Chỉ cần lái xe qua một đống va chạm và sau đó cắt các phần của tín hiệu ra sẽ cho bạn một thư viện chữ ký. FFT mỗi người trong số họ để cung cấp cho bạn một chữ ký quang phổ, nếu một số khác nhau về kiểm tra trực quan thì tách chúng ra thành các nhóm tương tự nhau. Sau đó, bạn có thể thực hiện một số loại trung bình trên mỗi nhóm chữ ký để kết thúc bằng chữ ký 'chính' cuối cùng từ mỗi nhóm mà bạn có thể so sánh với tín hiệu xe hơi.
PAK-9
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.