加速度计噪声

Question

我在互联网上读到，加速度计在低频时存在 1/f 噪声，在高频时存在高斯噪声。但是我不明白他们指的是什么频率？是加速度计的采样频率吗？或手机处理器的工作频率(我正在寻找 Android 手机中的 MEMS 加速度计)？或其他信号的频率(如果是，那么是什么信号)？

Answer 1

他们在谈论输入信号的频率。由于这是一个加速度计，输入信号是运动。

快速、高频振动会受到高斯噪声的影响。缓慢、低频的运动会产生漂移。这限制了您可以使用加速度计准确测量的运动范围。

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补充回答:

当谈到运动时，频率指的是什么？它只是指运动方向的变化，或者更具体地说是运动矢量方向的变化。

可能很难想象线性向前运动具有频率，但如果物体以恒定速度行进或永远不断加速，则线性向前运动的频率仅为零。对于汽车、火车、飞机、轮船或宇宙飞船，情况并非如此。所有行驶中的车辆最终都必须停下来。当它停止时，它完成了频率为 1/(2*time_of_journey) 的运动。

对于加速度计，频率更高，因为加速度计测量的是加速度，而不是距离。因此，如果车辆像只加速一次和减速一次的宇宙飞船一样行驶，那么输入的频率将为 1/time_of_journey(因为加速度值从 0 开始并返回 0)。但对于汽车、船只、自行车和大多数其他车辆来说，频率要高得多，因为大多数车辆不断加速和减速。所以加速的频率一般是1/(time_of_journey/number_of_times_you_hit_the_brakes)。

说真的，这个数字通常很低。举一个简单的飞船去月球的例子，忽略发射和着陆。尼尔·阿姆斯特朗登月之旅的加速频率为 1/4 天 或 0.000003 Hz。这看起来频率不高。

那么为什么要用频率来表述参数呢？好吧，在信号处理中，运动通常被假定为正弦波。它不现实，也不能反射(reflect)现实世界，但已经足够好了，可以将事情简化到我们可以写下方程式来建模的程度。这就是为什么您会看到像“加速度计噪声”这样的东西以频率的形式被引用。

不过，车辆也会在更高频率下经历加速。由发动机和道路颠簸以及与空气的摩擦引起的振动的频率在我们认为是周期性的范围内。事实上，我们的耳朵经常会听到诸如嘎嘎声、嗡嗡声或嗖嗖声之类的声音。灵敏的加速度计也能检测到它们。