Gセンサ設置位置

質問

自作にて、自動車用のデータロガーを作成しようと思っています。その中に、Г車両にかかるG」を3軸計測しようと思っているのですが、設置位置と方法に悩んでいます。
悩んでいる要素は、コースの傾斜、車両の傾斜、計算方法です。
まず、平らな路面で平らな車内に置けば、x、y=0、z=1となり、仮に傾斜がついたコースを走っても、三平方の定理から、マイコン内で計算して、加減速G、左右Gを記録すればいいとはなんとなく思うのですが、現実にはそんな都合のいい場所そうないと思います。
傾いた路面で、傾いた車に設置する際、どう考えたらよいのか、ご教示頂きたいです。
宜しくお願い致しますm(_ _)m

回答No.6

noname#215107

サーキットのように、カーブの内側に傾いた道路のことですよね。

加速度センサーを浮かすしかないでしょうね。(例えば吊るすとか。)
こうすれば、車が水平な道路を走っていようが、壁のような傾斜を走っていようが、検出される加速度はおなじです。
検出される値は重力加速度と遠心力による加速度のベクトル合成となりますので重力加速度のベクトルを除く計算をすれば良いのです。
ただしこれだと速度の変化が分からないので、吊るしたセンサーば左右にしか振れないような構造にしておく必要があるかもしれません。

ただ、上り坂、下り坂の場合は、速度計の情報も必要となります。

回答No.5

foomufoomu

＞テクニック向上のための分析材料として、主に車体にかかる前後左右Gが知りたかったのです。

アインシュタインは、「重力の場と加速度の場とでは、すべての自然現象が同じように起きる」と考えて(それが正しいことはその後実験的に証明されました)、重力レンズ効果などのそれまでの常識をくつがえす現象を予測しました。

このように重力と加速度には違いがありませんから、水平面でも傾斜面でも、車体にかかるGと、それを乗りこなすテクニックとの間に違いはないのでは。

ただ、一つ違うのは、重力は(自動車のサイズ程度なら)どの部分にも一様に同じ方向の加速度がかかりますが、運動の加速度は回転運動をする(カーブを曲がる)場合は、回転の中心に近い側と遠い側とで加速度の大きさが違うことです。
そのことが運転テクニックに関係あるとすれば、車の4隅(あるいは4つのタイヤの近く)にGセンサーを置けば、なにか新しいヒントが得られるのかもしれません。

回答No.4

久保 泰臣（@omi3_）

マートホン（N-06C）には、
Accelerator と Linear Acceleration
があって、単位はm/s^2 で同じです。
Accelerator は傾けるだけでも値がうごきます。
Total があって、9.8です。
Linear Acceleration は振ったときだけ値が変化します。

同じ加速度出力ですが、
全然異なった動きです。

お礼

すみません(*_*;ちょっとよくわかりません汗申し訳ないです。。。

回答No.3

久保 泰臣（@omi3_）

センサーには
バネで保持された重りが動くのを検出する物と
直進する電子の流れが加速度で曲がる原理を使った物
があります。

お礼

ありがとうございます!

回答No.2

foomufoomu

何のためのGセンサーを設置するのですか？

力学的には、重力と加速度は、まったく同じもので、Gセンサーで区別することはできません。
少し前に「3軸Gセンサーを購入したら、静止状態で上向きに9.8m/s2の加速度があるので、おかしい」という質問がありましたが、前記の理由で重力を加速度表示しているだけです。
というわけで、地面の傾斜と、加速度を分離することは、Gセンサー側では原理的に不可能です。

Gセンサーの設置場所ということでは、自動車は、カーブを曲がるとき後輪の軸を延長したところを中心に回転するので、後輪の軸近くにおくのが素直なデータを取れるのではないでしょうか。（最近は後輪も向きが変わる車があるので、必ずしも「後輪の軸・・・を中心」でない場合もありますが)

お礼

お返事ありがとうございます。なるほど、やはり考えても、センサ単体では傾斜と加速度の分離は不可能なんですね。ありがとうございましたm(_ _)m

補足

あ、テクニック向上のための分析材料として、主に車体にかかる前後左右Gが知りたかったのです。平らなサーキットもあれば、エビスのように勾配きついとこもあり、どうセンサ値を扱うか悩みました。

回答No.1

久保 泰臣（@omi3_）

自動車は、サスペションがあるので共振しますが、
ロール、ピッチ、で周波数が違います。
コーナリングでは、外/内側のサスペションが、縮/伸 します。
路面の段差、エンジンの振動、もあります。

フローティング装置は高価だし壊れるので不採用です。
デジタル処理に時間を投入しましょう。
正確な走行テストをして、本来得られるはずのグラフ、になるように、
フィルターを入れなければなりません。
数百km、数か月のテストになるでしょう。

さて、
取付場所は、四輪中央、路面に近い位置、です。
ゴムマウントなどは逆効果で、車体にガッチリ取り付けましょう。
車内の床でも良いでしょう。

ロールやピッチも検出するのなら、天井にも置きましょう。
サスペションの改良につながるデータが取れます。

お礼

お返事遅くなり、申し訳ありませんでした。なるほど、アドバイスありがとうございます。デジタル処理、なかなか難しそうですね(^-^;