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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie Driftwinkel berechnen


Autor: Tobias (Gast)
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Ich würde gerne an meinem Modellauto in Kurven den Driftwinkel messen.

Einen Gyro, einen 2D-Beschleunigungssensor und einen GPS-Receiver habe 
ich
schon an Bord. Mal abgesehen, ob man eine vernünftige Genauigkeit
erreichen kann, wie rechnet man grundsätzlich den Driftwinkel aus?

Die Drehrate lt. GPS müßte sich doch aus der Differenz der Richtungs-
angaben (Course over Ground) zweier Messungen sein.

Ist der Driftwinkel die Differenz zwischen der Drehrate lt. Gyro 
(gemessen genau zwischen GPS-Messungen) und der Drehrate lt. GPS???

Im Netz finden sich tausende Seiten zum Aufbau von Gierratensensoren
und Seiten zum Selbstbau von IMUs für Flugzeuge, Roboter, etc.
Aber zur Berechnung von Driftwinkeln kann ich nichts finden.

Vielen Dank.

Autor: Ralph (Gast)
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Du brauchst dazu 2 Gierraten signale.
Die Differenz der beiden ist dein Driftwinkel.

Der Gierratensensor zeigt dir die absolute Gierrate des Fahrzeugs.
Dein GPS gibt dir aber das gleiche Signal da der GPS ja auch auf dem 
Fahrzeug ist.

Das 2. Signal das du benötigst, ist die Gierrate die das Fahrzeug hätte 
wenn es nicht driften würde.
Diesen Wert kannst du nicht direkt messen sondern nur berechnen.
Frag mich jetzt bitte nicht nach den mathematischen Hindergründen für 
eine solche Berechnung, da muss ich passen.

Autor: Michael Wolf (mictronics) Benutzerseite
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Hier gibts ein Patent wo etwas dazu beschrieben wird: 
http://www.patent-de.com/20040916/DE102004004804A1.html

Meiner Meinung nach must du die Beschleuningung und die Drehrate 
kombinieren bei der Berechnung.
Gierraten allein reichen nicht, da bereits eine Gierrate messbar ist 
wenn das Fahrzeug sich in Kruvenfahrt befindet, auch ohne Drift.

Theoretisch sollte man mit dem 2D Beschleunigungssensor den Vektor 
bestimmen können, in den die Fliehkraft bei Kurvenfahrt wirk.
Bei idealer Kurvenfahrt, ohne Drift, müste der Vektor 90° zur 
Fahrzeuglängsachse sein.

Mit Drift stellt sich hier eine Differenz ein, und das müste der 
Driftwinkel sein.

Mal rein von der Überlegung her, muss nicht stimmen ;)

Driftwinkel wird im englischen auch als "Slip anlge" bezeichnet, schon 
mal danach gesucht?

Autor: Tobias (Gast)
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Das Patent hatte ich per Google schon gefunden.
Es setzt aber u.a. auch auf Radsensoren auf.
Es muß auch ohne gehen. Siehe hier: www.driftbox.com

Hm, das mit dem Vektor der Beschleunigung stimmt schon,
allerdings nur wenn man nicht bremst und nicht beschleunigt.

Annahme: GPS und Gyro sitzen auf der Hochachse des Autos.

Der GPS-Chip misst punktuell die Geschwindigkeit (Dopplereffekt)
gegenüber den Satelliten und errechnet daraus den Kurs und die
Geschwindigkeit über Grund. Die Ausrichtung der (Patch-) Antenne
spielt dabei IMHO keine Rolle.
Zumindest zeigt sich meine GPS-Maus davon unbeeindruckt.
Also ergibt die Different zweier Kurse eine Drehrate, ohne
Berücksichtigung von Drehungen der Antenne.

Der Gyro misst immer die Drehung um seiner Hochachse, also
bei Beginn und Ende des Drift eines andere Drehrate als das GPS.

Aus müßte die Differenz doch den Driftwinkel ergeben.

Lohnt es sich dafür mein Testprogramm für den PIC zu schreiben???

Aber jetz google ich mal mit "Slip Angle Calculate"

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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@Tobias

Auf wieviele mm genau willst Du denn mit dem GPS messen?

Autor: Tobias (Gast)
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Lassen wir die erzielbare Genauigkeit doch wie gesagt (erstmal) außen 
vor.
Dazu kann man coh ehe erst was sagen, wenn man das Messprinzip und damit
die Berechnung kennt.

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