为什么手机不能用来测量辅助驾驶加速度?
鉴于最近辅助驾驶爱好者中越来越多人使用手机软件,将手机放在充电面板或者固定在吸盘支架上,想测量横纵加速度,其中不乏一些大博主,作为有浅薄基础机械知识的Nobody,来科普一下吧,顺便终结手机测量加速度这个不科学不严谨的方案。
一、什么样的数据才有价值?
简单距离,随便截了几张图,你从没一张图都能看出车在当前几秒内的运动趋势。
图3: 在略有左右颠簸的停止线前减速
图4:向左打方向跟车起步
图5: 平整路面减速刹停,你甚至能看到完全刹停后车身的前后运动,也就是常说的点头或者因惯性导致的前后俯仰
图6: 一个完美的红绿灯起步,你可以看到系统顶着“舒适性加速度”0.2g稳稳地起步
图7:减速向右变道
图8: 顿刹
图9: 相对而言比较急但是还算线性变化的减速,再到缓缓加速
二、为什么手机测量辅助驾驶/车辆加速度不科学不可用?
汽车平稳行驶时大多数加速度都在0.3g以内,而要测量这么小量级的加速度,需要高精度。说人话就是测量表面需要有极高的刚度,传感器和被测表面的“连接”也需要高刚度,且传感器不能有附加质量,导致其本身模态的改变,这样才能避免共振和数据污染,才能得到有效的、值得被算法处理的数据。
2.1 手机放在充电面板上
这是最烂最没有用的测量方式,手机会因为车的运动在充电面板上乱跳乱动,反映到原始数据上就是各种毛刺,完全遮盖车辆加速度曲线的噪声。何况手机面板本身就是一个刚度非常低的内饰覆盖件,正常行驶时都有大量共振,这一点只需要你手摸一下就能感觉到。
可以总结,手机放在充电面板上的测量方法,测到的原始数据就是手机在充电面板上受到的加速度,和车已经没有关系。
2.2手机用吸盘支架固定在玻璃上
其实P-Box,车崖或者其他加速度传感器设备,往往也是固定在玻璃上的,但他们为了保证足够的刚度通常是胶粘直接连接在玻璃或者车顶的,这样能得到比较靠谱的数据。
而手机支架本身就是悬吊的,支架的长度和手机的重量、吸盘的弹性变形都会污染数据,让数据不可用。
2.3 算法优化能解决吗?
如果噪声的频率和值已经完全掩盖了你想要的曲线,你再怎么进行算法优化都是没有用的,何况现在的辅助驾驶比较已经到了用屁股感受加速度的变化率(加加速度)的水平了,经过处理的数据是不可能看出加速度变化率的我相信在任何地方也没有看到过我图中展示的曲线,一个可以一眼看出车在做什么运动,一眼和体感、车控匹配的加速度曲线,何况这还是没有经过任何后处理的原始数据。
三、如何评价汽车舒适性?如何测量辅助驾驶加速度曲线?
3.1 GB/T 4970-2009 汽车平顺性试验方法
此份国标是评价平顺性的方法,设备是数十万的、放置在汽车座椅上的假人,需要测量多个位置的加速度,用于评价、开发车辆。据我所知有多个主机厂已经在用此设备去评价头部AD产品了。
3.2 AD媒体、爱好者如何使用加速度传感器测量?
图1是一个蓝牙连接的三轴加速度传感器,也可以叫他IMU,将它安装在车辆的硬点上,高刚度平整表面上,就可以得到我图中的曲线。而最简单的安装方法就是一层薄的强力双面胶,贴在座椅导轨上,这是你能找到的最简单的安装位置,还和车辆保持水平。数据可以以不同格式保存,可以录屏简单看图分析、量化,也可以进行后处理。
这篇文章没有任何利益关系,我也不是媒体,仅作科普,如果错误请批评指正。
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