¿Puedo derivar el ángulo del volante de un automóvil a partir de los datos del giroscopio (valores x, y, z)? [cerrado]

Claro, al girar el volante de un automóvil, éste entrará en un giro circular. Más entrada de dirección crea un círculo de giro más cerrado. Puedes calcular el ángulo que deben seguir las ruedas para trazar el diámetro de ese círculo.

Pero espera. Nada es tan simple.

Geometría de dirección Ackermann!

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Resulta que cada rueda quiere seguir un círculo de giro ligeramente diferente y, por lo tanto, la cremallera de la dirección del automóvil los inclina de manera diferente para permitir esto.

Este ángulo también se ve afectado por la geometría de la suspensión, como la inclinación, la inclinación y la puntera (hacia adentro o hacia afuera).

Puede medir todo esto y calibrar, pero todo esto supone que el neumático nunca pierde el agarre, cuando los giros bruscos a velocidades superiores a solo 20-30 mph causarán subviraje en la mayoría de los autos.

Sería más fácil colocar un sensor en el bastidor de la dirección para medir esto.

Como se explica en otras respuestas, podría calcular el posible ángulo de giro del volante provisto

1. El carro está en movimiento.
2. El coche no está a la deriva.

Figura1.Laorientacióndelvehículonosiemprecorrespondealángulodedirección.Fuente: Forza Motor Sport

Es posible que los datos de ángulo del volante ya estén disponibles a través de sensor de ángulo de dirección en el bus CAN. Si este es el caso, es posible que el teléfono pueda acceder a los datos mediante un adaptador CAN de Bluetooth.

Hay una ecuación, pero es necesario conocer la distancia entre ejes, los ángulos de deslizamiento del neumático, la velocidad del vehículo y en qué medida la geometría de la dirección, por diseño, difiere de la de Ackerman (descrita en otra respuesta). Esto le da la posición de la rueda delantera. Para obtener la posición del volante, debe conocer la sensibilidad del volante, y es diferente para cada automóvil. Los errores pueden parecer pequeños pero se suman.

¿Por qué no montar el teléfono inteligente en el volante y medir el ángulo directamente?

Es posible que puedas inferir aproximadamente el ángulo del volante con un teléfono móvil dentro del automóvil, pero los valores del giroscopio no serán suficientes.

El giroscopio le informa la velocidad de rotación del teléfono. Imagínese sentado en un coche parado. Ahora gire el volante. ¿Cuál es la velocidad de rotación del teléfono? Cero.

Para calcular el ángulo del volante, también necesita saber qué tan rápido viaja el automóvil. El ángulo del volante será proporcional a la velocidad de rotación dividida por la velocidad del automóvil.

Pero, ¿cómo sabes la velocidad. Una forma podría ser usar el acelerómetro del teléfono para calcular la velocidad, pero descubrirá que con el tiempo acumula tantos errores, que realmente no tiene idea de lo rápido que está viajando.

La forma más confiable de determinar la velocidad del auto es preguntar al receptor GPS, que puede calcular la velocidad. También puede calcular el rumbo y, a partir de la velocidad de cambio del rumbo y la velocidad, puede determinar el ángulo aproximado de la rueda.

Para obtener la mejor precisión, debe utilizar el GPS, el giroscopio, el acelerómetro y la brújula en el teléfono. Estas lecturas, introducidas en un filtro de Kalman le darán la mejor estimación del ángulo de la rueda.

Puedes atar tu teléfono al volante y medir el ángulo desde la vertical.