如何使用安装在车辆中的加速度计检测坑洼?

信息处理 fft
2021-12-20 16:14:51

我目前正在学习 DSP 和 FFT,对此我很陌生,并且长期以来一直在从事 Arduino 和业余爱好项目的电子工作。最近,我正在做一个项目,目标是在您每天的汽车通勤路线上绘制坑洼,测量道路的粗糙度。这不是道路轮廓,而是驾驶员在旅途中感受到的骑行的粗糙度。为了简单起见,我安装了一个加速度来测量汽车的 Z 轴“垂直”加速度,当撞到坑洼时,冲击和弹簧会按照四分之一汽车模型抑制力。

基本上我希望能够创建一个检测器,通过使用 FFT 找到垂直加速度的主要频率来检测坑洼,然后我可以将它与模式匹配以检测车门的关门声或人孔盖从一个坑洼可能在未来。

我不确定 FFT 是否可行,非常感谢任何输入或建议和想法,我制作了一个低通滤波器来滤除来自传动系统和发动机的高频振动。

关于车内乘客/司机感受到的“粗糙度”有什么想法吗?我正在考虑在平坦的道路、碎石路、砖路、坏路上进行道路测试,并提出一个垂直加速度大小的阈值,并以某种方式在被认为是“粗糙”的地方做一个比例尺

检测到的坑洼也将通过 GPS 记录它们的位置,我正在尝试使用 Rasberry Pi,数据存储及其速度是一个很好的项目。

感谢任何帮助或想法,书籍,教程,智慧等

更新:

在此处结转其他数据:

https://electronics.stackexchange.com/questions/56238/accelerometer-data-smoothing-filtering-pothole-detection

1个回答

您对信号中的频率信息并不真正感兴趣,而是对可检测的特征感兴趣——因此,我建议这里的 FFT 没有太多用处。

您真正想要做的是汽车中记录的连续“汽车信号”与不同的信号相关联,该信号是坑洼颠簸的“特征”。您需要通过在经过坑洼的汽车中记录它来获取此签名(可能记录许多并使用它们产生一个通用信号,这是一个很好的坑洼表示)。拥有它后,您可以将其与汽车信号交叉关联。您可能希望在频域中执行此操作,在这种情况下,您应该将签名的 FFT 与汽车信号的滑动 FFT 交叉关联。

您可能需要先处理汽车信号,然后再使用它来去除高频噪声(使用低通滤波器)。您可以通过眼睛非常有效地做到这一点 - 在汽车信号上使用各种过滤器,看看哪些过滤器可以去除最无关的信息,同时保持重要的坑洞信息完好无损。