Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Winkelmessung unter Beschleunigung


von Nils M. (phexxtor)


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Hallo,

für ein kleines Projekt suche ich nach einer Möglichkeit einen Winkel zu 
messen ohne optische Sensoren. Die "altbekannten" Methoden mit Gyro und 
Beschleunigungssensoren funktionieren in Ruhelage ja auch recht gut.

Allerdings wird bei mir das ganze an einem Fahrzeug verbaut und muss 
daher auch unter Einfluss von g-Kräften/Beschleunigung den korrekten 
Winkel anzeigen. Und da versagen die von mir getesteten Methoden leider.

Weiß hier jemand eine Möglichkeit wie man das eventuell lösen kann?

MfG

von Dieter F. (Gast)


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Nils M. schrieb:
> einen Winkel zu
> messen

In Bezug zu was?

von Nils M. (phexxtor)


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Winkel im Bezug von Fahrzeug zur Fahrbahn/Untergrund

von Dieter F. (Gast)


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Nils M. schrieb:
> Winkel im Bezug von Fahrzeug zur Fahrbahn/Untergrund

Na, hoffentlich doch parallel :-)

Mal im Ernst: Geht es etwas genauer?

von Crazy Harry (crazy_h)


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Die Schräglage eine Motorrads bei Kurvenfahrt ..... wenn ich raten soll 
;o)

von flupp (Gast)


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Ultraschall oder laser

von Nils M. (phexxtor)


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Konkret geht es um ein Motorrad. Dort soll erkannt werden in welchem 
Winkel sich das Fahrzeug zum Untergrund befindet. Wenn sich beim starken 
Beschleunigen das Vorderrad anhebt möchte ich ermitteln um wieviel Grad.

von Juli (Gast)


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Ultraschallsensor am Vorderrad in Richtung Untergrund, wie bereits 
erwähnt. Mit diesem kannst du die Entfernung zum Untergrund messen. Beim 
Abheben des Vorderrades, vergrößert sich der Abstand und den 
dazugehörigen Winkel kannst du ja dann leicht ausrechnen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Nils M. schrieb:
> Wenn sich beim starken Beschleunigen das Vorderrad anhebt möchte ich
> ermitteln um wieviel Grad.
Laserabstandssensor an der Gabel.
Und den Winkel hinterher einfach ausrechnen...

von Christoph E. (stoppi)


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Ultraschall ist insofern problematisch, da die vertikale 
Ausbreitungsgeschwindigkeit von der Fahrgeschwindigkeit abhängt und mit 
zunehmendem v_Moped abnimmt...
Kombination aus gyroskop und Beschleunigungssensor mittels kalmanfilter 
ist deshalb ungeeignet, da ja der Untergrund auch ansteigen kann...

: Bearbeitet durch User
von Frank (Gast)


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Nils M. schrieb:
> Die "altbekannten" Methoden mit Gyro und Beschleunigungssensoren
> funktionieren in Ruhelage ja auch recht gut.
> Allerdings wird bei mir das ganze an einem Fahrzeug verbaut und muss
> daher auch unter Einfluss von g-Kräften/Beschleunigung den korrekten
> Winkel anzeigen.

Warum soll das bei einem Segway funktionieren und bei einem Motorrad 
nicht?

von Christian M. (Gast)


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Beschleunigungssensor <> Gyrosensor! Wo ist das Problem?

Gruss Chregu

von Christoph E. (stoppi)


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Wie soll man damit erkennen, ob das Moped einen 10 Grad steilen Berg 
gerade hochfährt oder sich in der Ebene das Vorderrad um 10 Grad hoch 
hebt? Das gyroskop plus Beschleunigungssensor zeigt in beiden Fällen 10 
Grad an...

von ??? (Gast)


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Sowas geht nur bei Straßenmaschinen einigermaßen sinnvoll. Vorderachse 
als Bezug und links und rechts Laser-Abstandssensor an der Gabel. Damit 
lassen sich dann auch seitliche Schräglagen messen. Im Gelände ist das 
nur über Videoaufnahme möglich. Auch sollte sich das Hinterrad immer am 
Boden befinden...

von ??? (Gast)


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Für Maschinen mit einem richtigen Fahrer ist sowas ja noch realistisch. 
aber für autonomes Fahren braucht man alle Informationen wie Gyros und 
Laser sowie Erkennen der Fahrstecke usw... Dabei sind dann solche 
Spezialfälle wie "Reifen platt" oder "Kein Vorderrad mehr" nochmal 
spannend...

von Nils M. (phexxtor)


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Optische Sensoren wollte ich vermeiden weil das Motorrad im Gelände 
bewegt wird und diese sich wahrscheinlich sehr schnell mit Dreck 
zusetzen.

Funktionieren soll das System aber nur auf 'normalem' Boden sprich 
Asphalt oder ähnliches. Auch spielt es keine Rolle das Berge/ansteigende 
Straße als Winkel erkannt werden da das System nur auf wirklich ebener 
Fläche verwendet werden soll.

Wie gesagt hatte ich schon mit Gyro+Beschleunigungssensor und 
Kalmann-Filter probiert allerdings liefert dieser nur gute Ergebnisse in 
Ruhelage oder unter Einfluss gleichbleibender Geschwindigkeit.

zB beim Beschleunigen 0-50 zeigt er enorme Abweichungen an obwohl der 
tatsächliche Winkel sich nicht verändert hat.

von Horst (Gast)


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Beschäftige dich doch erstmal damit, was die einzelnen Sensoren messen. 
Dem Gyro ist im wesentlichen die Beschleunigung des Motorrads egal. Hier 
zu integrieren bringt dir dann schonmal den aktuellen Winkel für den 
Fall eines Wheelies. Da das ganze aber auf Dauer wegdriftet, muss hin 
und wieder mal mit dem Acc genullt werden. Das machst du natürlich 
einfach dann, wenn der Beschleunigungsvektor eine kurze Zeit lang vom 
Betrag her der Erdbeschleunigung entspricht. Fertig ist die Laube.

von Dieter F. (Gast)


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Nils M. schrieb:
> weil das Motorrad im Gelände
> bewegt wird und diese sich wahrscheinlich sehr schnell mit Dreck
> zusetzen.

Damit scheidet alles aus, was an der Maschine befestigt ist und "außen" 
misst - auch Ultraschall. Da zählen nur noch innere Werte oder ein 
Beobachter (Kamera ?) von außen.

von Nils M. (phexxtor)


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Dieter F. schrieb:
> Damit scheidet alles aus, was an der Maschine befestigt ist und "außen"
> misst - auch Ultraschall. Da zählen nur noch innere Werte oder ein
> Beobachter (Kamera ?) von außen.

Deswegen sagte ich ja das optische Sensoren eigentlich nicht in Frage 
kommen ;)

von Dieter F. (Gast)


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Nils M. schrieb:
> Deswegen sagte ich ja das optische Sensoren eigentlich nicht in Frage
> kommen ;)

Ja, recht spät - und Du hast akustische Sensoren nicht erwähnt. Wie ich 
schon geschrieben habe

Dieter F. schrieb:
> Damit scheidet alles aus, was an der Maschine befestigt ist und "außen"
> misst - auch Ultraschall. Da zählen nur noch innere Werte oder ein
> Beobachter (Kamera ?) von außen.

von Harald W. (wilhelms)


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Nils M. schrieb:

> Wie gesagt hatte ich schon mit Gyro+Beschleunigungssensor und
> Kalmann-Filter probiert allerdings liefert dieser nur gute Ergebnisse in
> Ruhelage oder unter Einfluss gleichbleibender Geschwindigkeit.
>
> zB beim Beschleunigen 0-50 zeigt er enorme Abweichungen an obwohl der
> tatsächliche Winkel sich nicht verändert hat.

Ja, physikalische Gesetze lassen sich nicht so einfach austricksen.

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