車輌の加速度を測定して、そのデータをもとにその時の瞬間速度を求めたいのですが、どうしたらよいのか。
加速度は前後左右の2軸を使用しています。
どうか、教えてください。

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A 回答 (3件)

 加速度から車速を求めるのは、他の御回答通り、積分しかありませんが、一つアドバイスです。



 クルマの研究・開発過程では、実車速は非常に重要なデータですが、加速度からの積分では求めません。
 貴殿がどの程度の精度で実車速を測定されたいのか判らないので、一概には言えませんが・・・・積分はノイズなどまで含んだデータを累積する為に誤差がユキダルマ式に大きくなり、実車の研究や開発の場では精度の問題で使えません。

 実車速を測定する場合、小野測器やライツなどから販売されているベクトル速度計を使います(小野ビットやコレビットなどとゆぅ商品名です)。これは光学式の計測器で、路面に光を当て、路面のツブツブがキラキラ反射するその速度を測定するモノです。前後方向と左右方向の速度を測定する様に2コ取り付けておけば、横方向の速度は勿論、横滑り角も測定可能です。
 非常に高価な計測器で、車両への取付も慣れないとちょっとヤッカイ、しかも路面のツブツブが見えないとダメなので、降雨で水溜まりがあったり降雪状態では測定不能になりますが、今日ではどの自動車メーカ、研究機関でもこの計測法が標準試験法となっていると言っても過言ではありません。
 コレビットが発売される前は第5輪とゆぅ補助輪を用いましたが、これでは横方向の移動速度は測れませんし・・・・比較的精度よく車速を測定しようとした場合、この手の光学式計測器を用いるしか方法がないと思います。

 今ではレンタル計測器屋でも借りられると思いますので、オリックスなどのカタログをあたってみられては如何でしょう?
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この回答へのお礼

どーもありがとうございます。
確かに精度は必要ではありますが、ここまでの精度を求める必要はないです。
しかし、いい情報をありがとうございます。

お礼日時:2001/05/21 17:32

積分すればよいのでは?



>加速度は前後左右の2軸を使用しています。
なぜ2軸あるのか、求めたいのはどういう速度なのか、
モチベーションが良くわかりません。

この回答への補足

求めたい速度は、車輌がスリップした時などの対地速度を求めたい。
2軸あるのは車輌の移動方向などを知りたいからです。

補足日時:2001/05/21 16:06
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∫a(t)dt+C Cは初速度


でしょうね。
計測の時間間隔が十分短ければ、加速度にその時間間隔を掛けたものを
累計すればいいんじゃないでしょうか。
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ANo.1 です。
>2)の場合、外部で『out-vref差電圧』処理を行うにはどのようにすればよいのでしょうか?(方法や品目等)

詳細設計に取り掛かる前に、入・出力の仕様を明確にしなければなりません。
今回の質問に対する回答欄だけでは網羅できませんので、基本的な事項と考え方を回答します。
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 1)加速度センサで3ch の信号範囲;最大振幅範囲、最小分解能、オフセット電圧
 使用の加速度センサの仕様は? カタログなどは?
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http://akizukidenshi.com/download/AE-GYRO-SMD.pdf
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http://akizukidenshi.com/download/i2347.pdf

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下記のサイトは基本的なオペ・アンプの解説があります。
減算回路
http://wave.iobb.net/doc/opamp/3.html#_Toc398540540
 

ANo.1 です。
>2)の場合、外部で『out-vref差電圧』処理を行うにはどのようにすればよいのでしょうか?(方法や品目等)

詳細設計に取り掛かる前に、入・出力の仕様を明確にしなければなりません。
今回の質問に対する回答欄だけでは網羅できませんので、基本的な事項と考え方を回答します。
1.入力信号
 1)加速度センサで3ch の信号範囲;最大振幅範囲、最小分解能、オフセット電圧
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 2)ジャイロセンサで6ch(outで3ch,vrefで3ch) 同上の仕様は? カタ...続きを読む

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Aベストアンサー

被追突車両は、追突前は静止していると考えます。

 そうであれば、まずの基本は、追突後の速度を V12, V22 として
(1)運動量保存
   W1 * V10 + W2 * 0 = W1 * V12 + W2 * V22    (A)
(2)相対速度の比=反発係数
   V12 - V22 = -0.20 * (V10 - 0)           (B)
から、V12, V22 を求めることです。

 ちなみに蛇足ですが、W1, W2 の単位は「kg」であって「kgf」ではありません。「kgf」は「質量」ではなく「力」の単位です。(1 kgf = 9.8 N)

 重力加速度G=9.8m/s^2を使うなら、速度の単位は m/s に統一します。つまり
 V10 = 8 km/h ≒ 2.22 m/s

これより
  12000*V10 = 26640 = 12000*V12 + 1040*V22  
  V12 - V22 = -0.20 * 2.22 = -0.444
よって
  V12 ≒ 2.01 (m/s)
  V22 ≒ 2.45 (m/s)

 つまり、被追突車両は、追突によって
  静止状態 → 2.45 (m/s)
に加速されたことになります。この「衝突時間」が「 0.13 s 」であれば、平均の加速度は
  2.45 (m/s) / 0.13 (s) ≒ 18.8 (m/s^2)
です。

 ということで、質問者さんの計算結果に間違いはないと思います。


 以上の計算を、追突車両の質量 W1 を「300 ton = 3.0 × 10^5 kg」に変更すれば、運動量保存の式(A)は
  3.0 × 10^5 * V10 = 6.66 × 10^5 (kg・m) = 3.0 × 10^5 * V12 + 1040*V22
となりますから、相対速度の式
  V12 - V22 = -0.20 * 2.22 = -0.444
との連立式を解いて
  V12 ≒ 2.21 (m/s)
  V22 ≒ 2.65 (m/s)
ということです。「衝突時間」が「 0.13 s 」であれば、平均の加速度は
  2.65 (m/s) / 0.13 (s) ≒ 20.4 (m/s^2) ≒ 2.08G
です。
  
 これまた、質問者さんの計算結果に間違いはないと思います。

 それは、計算間違いではなく、「反発係数 0.20 」とする限りは、(B)式から分かるとおり、V22(被追突車両の速度)が 1.20*V10 = 2.66 (m/s) を上回ることはないからです。(V12 = V10 のときに V22 が最大になる。V12 > V10 となることはあり得ない)

 もし仮に、「反発係数 1.0 」(完全弾性衝突)としても、V22(被追突車両の速度)の最大値は 2 * V10 です。
 座標軸を変えて、衝突車両側に座標の原点をとり、被追突車両が動いて衝突したことを考えると、最大でも「逆向きの同じ大きさの速さで跳ね返る」ということですから。(地面に対する完全弾性のボールを考えれば分かる通り、ボールが衝突前の速さ以上の速さで跳ね返ることはない)

 これに対して、追突車両の速度が大きくなり、かつ「衝突時間」が短くなれば、衝撃は大きくなるでしょう。

被追突車両は、追突前は静止していると考えます。

 そうであれば、まずの基本は、追突後の速度を V12, V22 として
(1)運動量保存
   W1 * V10 + W2 * 0 = W1 * V12 + W2 * V22    (A)
(2)相対速度の比=反発係数
   V12 - V22 = -0.20 * (V10 - 0)           (B)
から、V12, V22 を求めることです。

 ちなみに蛇足ですが、W1, W2 の単位は「kg」であって「kgf」ではありません。「kgf」は「質量」ではなく「力」の単位です。(1 kgf = 9.8 N)

 重力加速度G=9.8m/s^2を使うなら...続きを読む

Q振動測定の為の、加速度センサの仕様についてです。 例えば TEACの6

振動測定の為の、加速度センサの仕様についてです。 例えば TEACの600シリーズの周波数応答の仕様に、 ”Fc ~ 12,000Hz” とありますが、 この Fcとは何を意味するのでしょうか?

http://www.teac.co.jp/industry/measurement/piezotrans/accelerometer/608.html

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Aベストアンサー

お使いの加速度センサは『圧電型加速度トランスデューサ 600シリーズ(電荷出力タイプ) 』となっていますので、加速度に比例した電荷を発生しますので、
>感度;5±10%(pC/m/s2)
>周波数応答(±3dB) fc~12,000Hz ← 電荷の変換方法とローノイズケーブルに左右されます。
の様な表記になるのです。
このセンサ単体では使えません。チャージアンプと組み合わせて電圧として出力して測定します。
通常1Hzから10KHz程度までは楽に使えますので心配ありません。

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圧電型加速度トランスデューサ用アンプ
http://www.teac.co.jp/industry/measurement/amp/sa611/index.html
チャージアンプ
http://www.nec-avio.co.jp/jp/products/industrial/lineup/ag3103/index.html
Q&A参照 Q6が・・・・・・
http://www.showasokki.co.jp/qa/qa_02.html
 

お使いの加速度センサは『圧電型加速度トランスデューサ 600シリーズ(電荷出力タイプ) 』となっていますので、加速度に比例した電荷を発生しますので、
>感度;5±10%(pC/m/s2)
>周波数応答(±3dB) fc~12,000Hz ← 電荷の変換方法とローノイズケーブルに左右されます。
の様な表記になるのです。
このセンサ単体では使えません。チャージアンプと組み合わせて電圧として出力して測定します。
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滋賀県工業技術総合センター「振動試験条件の計算」
 http://info.shiga-irc.go.jp/public/data/123/52.html
で簡単に加速度を求めることができます。

ここでは
> 例えば車のダッシュボードに基板を置いたら、車体の振動は瞬間的には2G に達してしまいませんか?
> 現実に生じうる加速度というものについてご教授ください。
とのことなので、
高山理化精機株式会社・技術レポート「特定の環境下における温湿度および振動環境の測定」
 http://www.takayamarika.co.jp/hot/pdf/spn.pdf
が参考になると思います。

上記資料の14ページに、4トントラックの荷台に加速度計を設置して栃木県から兵庫県まで700kmを走ったときの振動加速度を12分おきに約20時間記録した結果が載っています。
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単振動の場合の加速度を知りたいなら、
滋賀県工業技術総合センター「振動試験条件の計算」
 http://info.shiga-irc.go.jp/public/data/123/52.html
で簡単に加速度を求めることができます。

ここでは
> 例えば車のダッシュボードに基板を置いたら、車体の振動は瞬間的には2G に達してしまいませんか?
> 現実に生じうる加速度というものについてご教授ください。
とのことなので、
高山理化精機株式会社・技術レポート「特定の環境下における温湿度および振動環境の測定」
 http://www.takayamarika.co.jp/hot...続きを読む

Q重力加速度 9.8m/s^2 は、計算値?

.
重力加速度 9.8m/s^2 は、計算値ですか?
または、計測値で、どうしてその値になるか分からないのですか?
また、重力の様に引き合う力ばかりで、反発するちから(斥力)が
存在しないのも、分かっているのですか?

宜しくお願いします。
.

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皆さんがおっしゃるように、実測値を基にした値です。

> どうしてその値になるか分からないのですか?

万有引力定数の値をより根源的な原理から計算できるのか否か? という問いですね。現在のところ、できていないようです。我々には宇宙に4つの力(電磁力、弱い相互作用、強い相互作用、重力)があるように見えているのですが、これらは一つの原理で説明できる筈だと考えられています。最初の二つ(電磁力、弱い相互作用)を統一的に説明する理論は数十年前に完成しており、さらに強い相互作用まで統一的に説明できるようになりつつあると聞いた覚えがあります。しかし、重力まで統一的に説明できるようになるのは、まだ先でしょう。重力まで統一的に説明できる完全理論が完成すれば、その理論に基づいて万有引力定数の値を計算することができるようになるでしょう。

> 斥力が存在しないのも、分かっているのですか?

分かっていません。アインシュタインは、重力によって宇宙が自己崩壊しないのは長距離(銀河団間距離以上)で効いてくる斥力(アインシュタインの宇宙項)があるためであると説明しました。初期のビッグバン理論では宇宙項が否定されていましたが、現在は必ずしも否定しきれないとされているようです。

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> どうしてその値になるか分からないのですか?

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Q加速度センサの出力

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今日は。
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