ヨー加速度と加速度との関係

質問

質問します。
ヨー加速度を用いて物体の方向を知ることが出来ますが、これを加速度を
用いて行ないたいと思ってます。
条件がよければある程度の値はでますが
もし、ヨー加速度と通常の加速度との関係などありましたら
是非教えてください。
ちなみに、加速度で角度を算出する際は

θ=a／v（180／π）で算出してます。

回答No.2

noname#12265 · ベストアンサー

補足、ありがとうございました。なるほど、ＸとＹの加速度ですか。この御質問は、以前の加速度から速度を求める御質問の続編？だったんですね。

　しかしそぅしますと・・・・前後と横加速度は、重心位置に発生する加速度を検出するのが常套なので、そぅ考えますとやはりヨーイング運動そのものには関係ないのではないかと思います（物体がＸＹＺ何れの方向にも移動しない状態でZ軸～上下方向の軸～を中心としてスピン状態にあるとしますと、ヨー角速度或いはヨー角加速度はムチャクチャ出てますが、各軸方向の加速度は発生しません。よって、各軸方向の加速度だけでは、ヨー関連のデータを類推するのは難しいのでは・・・・？）。
　やはり軸方向の加速度からヨー角加速度を求めようとする場合、重心点とそこから離れた点２ヶ所での横加速度（Ｙ方向の加速度）の検出が必要なんではないか？と思います。

・・・・とゆぅ様な回答で如何でしょう？何か、まだワタシが勘違いしているところがある様な気もしますが・・・・。

　さてところで、ついでに蛇足です。

　貴殿が測定されている物体は、回転方向にはヨーイング（Ｚ軸周りの回転運動）しかしない運動物体なのでしょうか？
　前回の、『加速度から速度』の御質問の時は、勝手に車両の運動と決め付けて回答してしまいましたが、もし車両運動の計測であれば、ローリング（Ｘ軸周りの回転運動）が横加速度の検出データに及ぼす影響を、事前に検討されておいた方がよい様に思います。
　加速度の検出はいわゆる加速度センサを用いるのではないかと思われますが、ロール致しますと、その傾斜角分加速度センサが傾いてしまい、結果、横加速度が大き目に出ます。
　自動車の話になってしまいますが、このロールによる横加速度の増加分は、経験的には無視できないほど大きいです。
　勿論、この話も、貴殿がどれほどの精度で横加速度を測定したいか？によって違って来ますが・・・・尚、ピッチング（Ｙ軸周りの回転運動）が前後加速度に及ぼす影響は、（やはりクルマの話になってしまいますが）ホイールベースが十分に長いので、それほど大きな影響は出ない様です。

お礼

ありがとうございます。
おっしゃる通り、車輌の計測を行なおうとしています。
ローリングが及ぼす影響が無視できないほどあるとは全く思いませんでした。
ありがとうございます。
ということは結果的には車輌の進行方向（角度）を算出するには加速度だけでは
無理があるということですね。（目安程度には条件付で出来るぐらいでしょうか）
より正確に角度を出したい場合はジャイロなどを利用するしかないんでしょうね。
いろいろとありがとうございました。
もし、差し支えなければこの様な車輌に関する書籍などありましたら
お教えください。

いろいろとありがとうございました。
また何かありましたら宜しく御願いします。

回答No.3

noname#12265

御質問頂きましたので、更に追伸です。

>ということは結果的には車輌の進行方向（角度）を算出するには加速度だけで
>は 無理があるということですね。（目安程度には条件付で出来るぐらいで
>しょうか）
>より正確に角度を出したい場合はジャイロなどを利用するしかないんでしょ
>うね。

　そぅですね～、実は、Ｇセンサだけでヨーなどを類推する方法は、追求した事は無いので（以前Ｇの値から速度を出そうとして積分誤差でメタメタになった事がありまして、「Ｇの積分はまずい」とゆぅ結論に達し、それ以来実施していないので）、もし近似的な値に変換出来る様な係数などを決められれば、或いはある程度はＧセンサだけでも測定出来るのかもしれませんが・・・・やはりジャイロを使うのが、最も手っ取り早く信頼に足る計測が出来るでしょう。

　ちなみに横Ｇとロール角の関係ですが、あらかじめロールゲイン（何Ｇでロール何deg）を調べておけば、全く幾何学的に処理するだけで横Ｇのデータが得られますので、ロールの影響が大きくてもデータ処理そのものはそれほどヤッカイな計算をしたり誤差を伴うモノではありません。

　尚、書籍ですが・・・・実験対象が『車輌』との事ですが、ワタシ、自動車屋なので対象車輌を自動車と限定しますと・・・・（例えば鉄道などの軌道車輌の運動ですと、ちょっと話が違ってきますが）。

１．車両実験に関して
　「この測定にはコレを使え！」みたいな実験の手引き書の様なモノは見た事がありませんが、そぅですね～
『自動車技術ハンドブック　第３分冊』（発行～社団法人・自動車技術会）
～には、自動車の実験方法と測定機器に関する話が出ています。
　ただこの本は全４巻セットで、総額￥３６０００とゆぅ非常に高価なモノですが・・・・。

２．車両運動に関して
『自動車の運動と制御』（山海堂・安部正人著）
　車両運動力学に関する本はこれがキメ手でしょう。今や、メーカの開発部門や研究機関、大学等、車両運動を扱っている方々のバイブルとなっていると言っても過言ではありません。　
　値段は￥３０００と、こちらもやや高価ではありますが、大学の教科書と考えますとリーズナブルだと思います。

　以上、或いは自動車を研究されている方であればどちらも既に御存知かもしれませんが、とりあえず御参考まで。

お礼

いろいろとアドバイスありがとうございます。
今後参考にさせていただきます。

参考になる書籍をお教え頂き感謝です。

大変ありがとうございました。

回答No.1

noname#12265

『ヨー加速度』とは、ヨー角加速度の事でしょうか？また、『通常の加速度』とは、どの軸方向の加速度の事でしょう？
　常識的に考えますと、物体の直線運動での加速度とヨーイングは関係ありませんが・・・・或いは物体の重心位置の前後の加速度を測定し、その差からヨー角加速度を求める、とか？

　・・・・なんかワタシ、御質問の状況が全然飲みこめていないので、このカキコは丸っきり自信ナシ、です・・・・。

補足

回答ありがとうございます。
通常の加速度とは一応横方向の加速度（Y方向）です。
『進行方向加速度（X方向）も同時には取っています』
この2つ値と物体の速度から物体の進行角度しいてはその物体の移動軌跡などが
把握できればと思っています。