加速度と速度

質問

はじめまして。
今、加速度センサーの10(m/s2)とかで表示されるデータを速度(m/s)表示に変換したいのですが、その方法がわかりませんので、教えてください。
単純にそのサンプリング1回の速度を掛ければよいのか？振幅等の情報が必要か？勉強不足でよく分からないので、教えていただけましたら、幸いです。

回答No.8

mega_pascal

例えば、IC型の加速度計センサーを用いて、加速度センサーの出力を５０Hzでサンプリングし、速度に変換して、リアルタイムに速度の時系列を表示する速度計を開発するとします。

加速度から速度への変換は、時間に対し積分します。
積分の計算は、N0.5の回答者：smallwilloさんの計算で、計算できますが、実用的でありません。
と言うのは、センサードリフト・誤差・ノイズを含めて積分するため、発散してしまいます。
また、一般的なIC型の加速度計センサーでは、出力の0.5Hz 以下の周波数成分に、ドリフト、誤差が混入され、この成分を除去しなければなりません。

このため、「ローカット機能を内蔵した積分デジタルフィルタ」を使います。このような、フィルタを使うと、発散しない速度計が製作できます。

ただし、0.5Hz 以下の周波数帯をカットした為、その成分（周期２秒以上）を含むような速度は、計算出来ません。
例えば、自動車に付けて、速度を計測することは、出来ません。
すなわち、0.5Hzより高い周波数で振動する物体の速度が計測できます。

回答No.7

ohkinu1972

振幅とのことですので、機械などの振動計測に関係することでしょうか？
以下振動計測と仮定してお答えします。

機械製品では、振動速度を監視の指標として用いることが良くありますが、
センサーは加速度センサーを用いることが多いです。

振動加速度を速度へ変換する方法ですが、振動モニタ内で積分させて、
振動速度のRMSで表示させるのが普通かと思います。

手計算的にやるには単純にサンプリング毎の加速度にサンプリング周期をかけて、
足しこんでいくことで求めることができます。

また振動が周波数fの単一正弦波と仮定した場合、
角速度ω=2πfとして、加速度振幅α、速度振幅vとすると、
v=α/ωという関係が成り立ちます。

例えば、加速度振幅が10m/s^2で60Hzだったとすると、
振動速度の振幅は
v=10/(2*π*60)=0.02652m/s=26.52mm/s
となります。
この場合RMSは振幅の1/√2倍ですから、18.76mm/sとなります。

はずしてたらごめんなさい。

回答No.6

debukuro

距離を時間で微分すれば速度
速度を時間で微分すれば加速度
これを逆算して
加速度を時間で積分すれば速度を求めることができます

回答No.5

smallwillo

質問の意味がいまいち分かりませんが、加速度データから得られた離散の数値データから速度を算出したいということでいいですかね？
要するに、積分すれば良いわけですから、
x[i]：i番目の加速度値
y[i]：i番目の速度値
T：サンプリングタイム
としたとき、
y[i]=T*(x[i]+x[i-1])/2+y[i-1]
で算出できます。

参考URL：

http://ysserve.int-univ.com/Lecture/ControlMecha7/node2.html

回答No.4

Turbo415

考え方が変ですが。10(m/s2)とかで表示されるデータというのは１秒間に10m/s速くなっていると言うことであって、逆に考えると50m/sの速度の物が1秒で60m/sになることも10(m/s2)だし200m/sのものが210m/sになっても加速度は10(m/s2)ですし、止まっていた物が10m/sになっても同じです。ですから加速度から速度は出ませんが。
一定時間の速度の変化から加速度を出すのは可能ですが。加速度センサーで10(m/s2)でたということは、10m/sだけ速くなった（もしくは遅くなった）としか言い表せないと思いますけど。

回答No.3

nattocurry

加速度とは、速度がどれくらいの勢いで速く(or遅く)なっているのか、を表すものです。
なので、加速度だけで、速度を求めることはできません。

ずっと同じ加速度で、何秒前の速度がどれくらいだったのかが判らないと、今の速度は求められません。

速度から、今いる位置を求めようとしているのと同じことです。
速度がずっと同じで、何秒前にどこにいたのかが判れば、今の位置を求められますよね。
それと同じです。

地球上に存在するものには重力加速度という加速度が働いています。
地面に立っている人にも、2メートルの高さからジャンプしている途中の人にも、同じ重力加速度が掛かっています。
同じ加速度なのに、移動速度は違いますよね。

回答No.2

noname#142909

例えば時速100kmで走っている車の場合
速度の変化が無ければ加速度は0です
貴方の質問の意味が分からない
まさに勉強不足ですね

回答No.1

pasocom

やろうとしていることの意味が不明です。
加速度と速度は似ていますが、まったく違う概念です。「加速度を速度に変換する」とは・・・？。
たとえば20(m/s)の速度のもの１秒後に30(m/s)になったなら、加速度は10(m/s^2)です。
逆に10(m/s^2)を速度にあえて変換するならば、加速後の速度V(m/s)に対して加速前（１秒前）は（V-10）(m/s)だ、としか言いようがありません。