センサーデータのみを使用してスマートフォンの位置計算の精度を向上するにはどうすればよいですか?

センサーデータを使用したスマートフォンの位置計算アルゴリズムの改善

問題の概要:
Android アプリケーションは、計算を目的としていますセンサーデータ (加速度計と磁力計) のみを使用し、GPS の初期読み取り値を基準としてスマートフォンの位置を測定ポイント。ただし、アルゴリズムは、特に速度計算において不正確な結果を生成します。

改良されたアルゴリズム:
この問題を修正するには、アルゴリズムは次の原則に従う必要があります:

1.ニュートン・ダランベール物理学:

• 速度と位置の更新に正しい式を使用します:

  vx += ax * dt;   # Velocity update
  vy += ay * dt;
  vz += az * dt;
  x += vx * dt;    # Position update
  y += vy * dt;
  z += vz * dt;

2.センサー回転:

• 加速度値をデバイス空間からグローバル マップ空間に変換します:

  (ax, ay, az) = dev * (ax, ay, az);

  ここで、dev はデバイス変換行列です。

3.重力補正:

• 加速度計の値から背景の重力ベクトルを減算して、非重力加速度を分離します:

  ax -= gx;
  ay -= gy;
  az -= gz;

4.タイミング:

• 精度を維持するために、できるだけ頻繁に (例: 10 ミリ秒以内) 加速度計をチェックします。
• 累積誤差を制限するために、計算された位置を GPS 値で定期的に上書きします。

5.コンパス精度:

• コンパス読み取り値をフィルタリングして、可能な場合は GPS データを使用してピーク値を除去し、方向の不一致を修正します。

実装上の考慮事項:

• 使用するジャイロスコープ (コンパスの代わりに、またはコンパスと組み合わせて) を使用して、方向の精度を向上させます。
• 加速度計のデータにローパス フィルターを適用して、ノイズを低減します。
• 加速度の値を現実的な範囲に制限し、外れ値を破棄します。
• 次の場合に重力方向を使用して方向を修正するためのキャリブレーション手法を組み込みます。

追加メモ:

• サーバー上で複雑な計算を実行することは避けてください。データをログに記録し、デバイス上でローカルに分析を実行することを検討してください。
• このアルゴリズムは、最適なパフォーマンスを得るために、正確な初期 GPS 測位と継続的なセンサー読み取り値に依存しています。

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