Bagaimana saya bisa mendeteksi lubang menggunakan accelerometer yang dipasang di kendaraan?

Saat ini saya sedang mempelajari DSP dan FFT, saya sangat baru dalam hal ini dan telah melakukan elektronik untuk waktu yang lama dengan proyek-proyek Arduino dan hobi. Baru-baru ini, saya melakukan proyek dengan tujuan untuk memetakan lubang di sepanjang perjalanan harian Anda di mobil, mengukur kekasaran jalan. Ini bukan profil jalan, tetapi kekasaran yang dialami pengemudi selama perjalanan. Saya memiliki akselerasi yang dipasang untuk mengukur akselerasi "vertikal" Z-axis mobil, ketika sebuah lubang menghantam guncangan dan pegas mengurangi kekuatan sesuai model seperempat mobil untuk kesederhanaan.

Pada dasarnya saya ingin dapat membuat detektor yang akan mendeteksi lubang dengan menggunakan FFT untuk menemukan frekuensi mendominasi dari percepatan vertikal, maka saya mungkin bisa mencocokkannya dengan pola untuk mendeteksi pintu yang dibanting pintu mobil, atau penutup lubang manusia. dari lubang di masa depan.

Saya tidak yakin apakah FFT adalah cara yang harus ditempuh, setiap masukan atau saran dan ide sangat dihargai, saya telah membuat filter low pass untuk menyaring getaran frekuensi yang lebih tinggi dari drive train dan engine.

Adakah gagasan tentang "kekasaran" yang dirasakan oleh penumpang / pengemudi di dalam mobil? Saya berpikir untuk melakukan tes jalan di jalan mulus, jalan kerikil, jalan bata, jalan buruk, dan muncul dengan ambang batas percepatan vertikal dan membuat skala entah bagaimana pada apa yang dianggap "kasar"

Lubang yang terdeteksi juga akan dicatat dengan GPS lokasi mereka, saya mencoba menggunakan Rasberry Pi untuk ini, dengan penyimpanan data dan kecepatannya sebagai proyek yang baik untuk itu.

Terima kasih atas bantuan atau ide yang dihargai, buku, tutorial, kebijaksanaan, dll

MEMPERBARUI:

Membawa data tambahan di sini:

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

fft

— zacharoni16
sumber

Jawaban PAK-9 di bawah ini memiliki beberapa saran bagus. Langkah 1 untuk Anda mungkin harus mengumpulkan beberapa data menggunakan tes jalan (seperti yang Anda sarankan) untuk melihat seperti apa fitur yang ingin Anda deteksi sebenarnya.

— Jason R

Apakah Anda akan secara otomatis mengirimkannya ke seeclickfix.com? :)

— endolith

Ya saya bisa jika saya membuatnya bekerja dengan benar lol, Kota Boston membuat aplikasi smartphone yang melakukan ini, mereka memiliki ribuan dolar dalam bentuk hibah kepada orang-orang untuk pengiriman mereka. Milik saya akan menjadi subset sederhana dari itu, saya bayangkan dengan smartphone kebanyakan orang memindahkannya di mobil mereka, jadi Anda harus memiliki telepon di dudukan untuk mendapatkan pembacaan yang akurat atau mencegah menjatuhkan ponsel atau memindahkannya sementara mobil sedang bergerak. Jadi saya menggunakan akselerometer eksternal untuk menghindari komplikasi tersebut

— zacharoni16

@ user978563 Apa merek eksternal accelerometer yang Anda gunakan btw?

— Spacey

Brand adalah KXPS5-3157 Datasheet dz863.com/downloadpdf-lovdnabsxg-KXPS5-3157.pdf

— zacharoni16

Anda tidak benar-benar tertarik pada informasi frekuensi di sinyal Anda sebanyak fitur yang dapat dideteksi - karena saya akan menyarankan bahwa tidak ada banyak utilitas dalam FFT di sini.

Apa yang benar-benar ingin Anda lakukan adalah mengkorelasikan 'sinyal mobil' terus-menerus yang direkam dalam mobil dengan sinyal berbeda yang merupakan 'tanda tangan' dari benjolan berlubang. Anda perlu mendapatkan tanda tangan ini dengan merekamnya di dalam mobil yang melewati lubang (mungkin merekam banyak dan menggunakannya untuk menghasilkan sinyal generik yang merupakan representasi yang baik dari lubang). Setelah memilikinya, Anda dapat menghubungkannya dengan sinyal mobil Anda. Anda mungkin ingin melakukan ini dalam domain frekuensi di mana Anda harus mengkorelasikan silang FFT tanda tangan Anda dengan FFT geser dari sinyal mobil.

Anda mungkin ingin memproses sinyal mobil sebelum menggunakannya untuk menghilangkan, misalnya, kebisingan frekuensi tinggi (dengan filter lowpass). Anda dapat melakukan ini dengan cukup efektif dengan mata - bermain-main dengan berbagai filter pada sinyal mobil untuk melihat mana yang menghilangkan informasi yang paling asing sambil membiarkan informasi lubang penting tetap utuh.

— PAK-9
sumber

Akankah korelasi silang ini sangat sulit dilakukan secara terprogram? Saya ingin semua ini dilakukan secara otomatis dalam perangkat lunak. Saya kira bagian tersulit adalah untuk mendapatkan "sinyal generik" untuk lubang yang cukup luas agar cocok dengan FFT terhadap FFT dari data saat ini di dalam mobil. FFT geser, apa fungsi jendelanya? Satu hal yang membingungkan saya tentang FFT adalah jendela, apakah itu jendela geser? Sepertinya frekuensi lubang terjadi pada rentang 5HZ hingga 20HZ frekuensi sangat rendah terhadap SHM dari suspensi yang dibasahi

— zacharoni16

Korelasi silang tidak terlalu sulit untuk dilakukan secara programatik, sangat mirip dengan konvolusi (keduanya pada dasarnya mengulangi dua array dan melakukan beberapa fungsi dengan sampel dari masing-masing) - Saya yakin ada perpustakaan yang tersedia jika Anda tidak ingin tulis milikmu sendiri. Tanda tangan mungkin agak sulit untuk diperoleh tetapi jika Anda mendapatkan data yang banyak Anda akan melihat beberapa fitur muncul, ditambah korelasi silang bukan biner, hasilnya pada dasarnya adalah nilai 'kepercayaan' sehingga Anda dapat mengiriknya sesuai keinginan Anda.

— PAK-9

Jendela FFT geser dapat berupa apa pun yang Anda inginkan, itu tidak akan mempengaruhi hasilnya terlalu dramatis. Saya berharap untuk melihat dorongan besar yang teredam dalam waktu singkat (SHM dari suspensi seperti yang Anda katakan) sehingga Anda mungkin dapat mensintesis sesuatu seperti ini berdasarkan pengamatan sinyal.

— PAK-9

AH itu masuk akal, bagian yang sulit adalah mendapatkan tanda tangan apakah ada tutorial atau buku atau situs dengan contoh prosedur yang serupa, saat ini saya berpikir saya hanya perlu membuat tonjolan sintetis seperti tonjolan kecepatan, dan lubang dan driver atas mereka beberapa kali untuk mendapatkan banyak data. Saya tidak yakin fitur apa yang harus saya pertimbangkan untuk tanda tangan

— zacharoni16

Hanya mengemudi melewati banyak gundukan dan lubang kemudian memotong bagian-bagian sinyal keluar akan memberi Anda perpustakaan tanda tangan. FFT masing-masing untuk memberi Anda tanda tangan spektral, jika beberapa berbeda lebar pada inspeksi visual kemudian pisahkan mereka menjadi kelompok-kelompok yang serupa. Anda kemudian dapat melakukan semacam rata-rata pada setiap kelompok tanda tangan untuk berakhir dengan tanda tangan 'master' akhir dari setiap kelompok yang dapat Anda bandingkan dengan sinyal mobil.

— PAK-9