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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Brain Jogging, etwas zum Knobeln


Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Hallo!
Wir arbeiten gerade an einem "intelligenten Plug and Play" Bremslicht 
(theoretisch). Die Fragestellung ist, ob man mit einem 3-achsigen 
Beschleunigungssensor eindeutig erkennen kann, wann ein Fahrzeug die 
Bremse betätigt.

Wenn jemand etwas zum drüber Nachdenken für's Wochenende sucht kann er 
sich ja mal damit beschäftigen...

Schöne Grüße!

P.S. Persönlich habe ich das Gefühl, dass es nicht eindeutig zu 
bestimmen ist.

Autor: D. W. (dave) Benutzerseite
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[philosophische Gedanken]
Für was ist denn das Bremslicht?

Eigentlich ist es ja für das Anzeigen der Betätigung der Bremse.

Aber warum?

Weil man dadurch langsamer wird und der nachfolgende Verkehr besser 
reagieren kann.

Jetzt das wichtige:

Die Bremsleuchte leuchtet auch auf, wenn man nur ganz wenig aufs Pedal 
drückt, also eigentlich nicht negativ beschleunigt. Was ist aber, wenn 
wir (wie ich einst) einen Roller hat, ggf. mit Automatik, der beim Gas 
wegnehmen eine relativ große Bremskraft hat? Da ist das Motorbremsen 
stärker als schwaches Bremsen.
Oder beim Auto am Berg einen Gang runterschalten und einkuppeln lassen, 
dabei "bremst" das Auto auch. Wird das angezeigt?
[/Geschwalle]

Also ich hätte kein Problem mit einer Bremsleuchte, die auf die absolute 
Beschleunigung reagiert. Blöd natürlich wenn du hier auffem Land über 
nen bösen Feldweg rollst...

Autor: Bremslicht (Gast)
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Unter Windows:

Wollen sie wirklich bremsen?

    Ja  Nein

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Abbrechen

Autor: Selmak (Gast)
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Unter Linux:

Wollen sie wirklich bremsen?

    <Ja>  <Nein> <Kernel kompilieren> <emacs starten>

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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kürzern ./bremsen.sh < ja

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Genau, was ist mit dem Abbremsen durch Luftwiderstand und Motorbremse... 
ein ähnliches Problem tritt auf, wenn man mit konstanter Geschwindigkeit 
bergab fährt. Auch dazu muss man die Bremse betätigen, obwohl das 
Fahrzeug nicht beschleunigt....

Autor: Dirk Hofmann (arm-dran)
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Ich hatte mal mit Automobilern zu tun.

Da gibt es ein Bremsvorwarnsystem.
Allerdings nicht über Beschleunigungssensoren sondern über die
Betätigungs- oder Loslassgeschwindigkeit der Pedale.

Wird zum Beispiel das Gaspedal ruckartig losgelassen, ist ein
schnelles Betätigen der Bremse zu erwarten.

Das Bremslicht leuchtet schon nach dem ruckartigen loslassen des 
Bremspedals.

Die Zeit die bis zum Bremsen vergeht, wird schon signalisiert.

Autor: opacer (Gast)
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@Dirk
genauergenommen leuchtet das Bremslich nicht nach schnellem Loslassen 
des Gaspedals auf, sondern direkt bei minimaler betätigung des 
Bremspedals danach. Das andere wäre nicht StVo konform. Außerdem wird 
bei einem Bremsassistenten (so nennen wir das) auch das ABS-System 
"vorgespannt" sodass schnell der maximale Druck aufgebaut werden kann, 
auch wenn man nur leicht die Bremse betätigt. Teilweise sehr 
gewöhnungsbedürftig.

Jetzt zum Thema.. statt einen dreiachsigen Beschleunigungssensor zu 
verwenden (Neigungsproblematik) kann man die Verzögerung auch an Hand 
der Geschwindigkeit ermitteln. Ab einer Gewissen Verzögerung geht die 
Bremsleuchte an. Nur mit Beschleunigungssensor funktioniert das nicht. 
Im übrigen funktionieren so adaptive Bremslichter (z.B. BMW E46). Da 
wird aber noch bisschen mehr abgefragt. Dann würdest du aber nicht ein 
Bremslicht machen sondern ein Verzögerungslicht. Fährst du mit einem 
schwachen Auto einen starken Berg hoch und fällt die Geschwindigkeit 
stark ab, so würde es ja auch an gehen. Aber da wären wir dann bei der 
Sinnhaftigkeit.

Funktionieren würde es auch mit Gyroskop (Neigungsausgleich) und 
Beschleunigungssensor. Einfacher aber über Geschwindigkeit.

Autor: Alex Bürgel (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite
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Genau das ist auch meine Meinung! Danke für die Rege Beteiligung, wenn 
jemand doch noch einen "genialen Einfall" hat, wie man diese Problematik 
angehen kann bin ich für jeden Tipp dankbar.
Derjenige, der mir diese Aufgabe stellte sagte, man habe eben im Leben 
oft mit unvollständigen Messdaten zu tun... Da stellt sich bei mir auch 
die Frage nach dem Sinn...

Autor: opacer (Gast)
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Wie schon geschrieben ... entweder über die Geschwindigkeit (CAN, 
K-Line) oder eben mit einem Gyropskop die Neigung bestimmen und diese 
aus dem Beschleunigungssensor rausrechnen. Damit kann man die 
Verzögerung/Beschleunigung messen. Nur mit einem Beschleunigungssensor 
geht es definitiv nicht, da ich nicht feststellen kann, ob ich jetzt in 
einem Berg (Kuppe) fahre oder verzögere.. Beides wäre für den 
Beschleunigungssensor das gleiche!

Autor: Bernd S. (Gast)
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Anderer Ansatz: Man könnte den Beschleunigungssensor ja noch mit einem 
Radar-Abstandssensor nach HINTEN kombinieren. Denn die ganze Sache ist 
ja eigentlich nur kritisch, wenn auch einer (dicht genug) 
hinterherfährt...?!?

Autor: opacer (Gast)
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.. und mit einem 3 stufigen Bremslicht je nach Bremsdruck und mit 
Warnblinkanlage anschalten im Regelbereich (wobei es das alles schon 
gibt)

Autor: Bernd S. (Gast)
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> (wobei es das alles schon gibt)
Das mit dem "BrakeForceDisplay" war mir bekannt, gibts aber tatsächlich 
auch schon Radarabstandsmessung nach hinten, um das Bremslicht zu 
steuern?

Autor: opacer (Gast)
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Ja, teilweise in der Entwicklung. Das Bremslicht wird damit aber nicht 
gesteuert weil es ja ein Bremslicht ist und das Bremsen anzeigt und 
nicht die Verzögerung. Das Bremslicht darf nur geschalten werden, wenn 
auch aktiv gebremst wird (Hauptbremse oder Feststellbremse). Z.B. 
Mercedes S-Klasse hat aber überwachung nach hinten in Verbindung mit 
PreSafe für die Crash-Vorbereitung ...

Autor: Daniel (Gast)
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Mag nun etwas abstrakt klingen, aber ich denke schon das man das allein 
mit einem Beschleunigungssensor für ein spezielles Auto (und evtl sogar 
nur für einen speziellen Fahrer) lösen kann, wenn man etwas (ok. viel.) 
Zeit aufzuwenden bereit ist.

Man fährt einfach ein weilchen mit dem Auto, und lässt den Sensor 
loggen. Nebenbei wird eine zweite Logfile erstellt, und zwar eine die 
das tatsächliche Bremsen durch das Bremspedal misst.
Damit kann man sozusagen rausfinden, wie die Daten am Accelerometer 
aussehen wenn gebremst wird, und wie sie aussehen, wenn das Auto einfach 
so langsamer wird.

Dann lässt man entsprechend komplexe Konstrukte aus dem Bereich KI (z.B. 
ein Neuronales Netz müsste sowas können) drauf los. Wenn man dem Ding 
die richtigen Eingangsdaten gibt (evtl noch die "Ableitung" oder auch 
das Spektrum der Bremslogs) müssten wir so auf Parameter kommen, die uns 
sagen ob wir nun Bremsen oder nicht. Allerdings sind unsre Ergebnisse je 
nach Auto und Fahrer unterschiedlich scharf und damit sinnvoll.
Wenn ich (schneller Fahrer) z.B. in einer A-Klasse (fiese Bremsen, ABS) 
sitze, müssten die Daten recht klar sein...

Bevor jemand meckert: Das die Antwort etwas unspezifisch ist, liegt 
daran das ich mein Wissen veruche so aufzubauen, das ich mir Lösungswege 
ausdenken kann und dann nur noch nachschaun muss... Ich habe wenig 
Ahnung von Neuronalen Netzen oder ähnlichem, allerdings weis ich das man 
in diesem Bereich suchen muss.

Autor: opacer (Gast)
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Das ganze hat aber nur mit einem Beschleunigungssensor immernoch einen 
Nachteil:

Ich fahre auf einer Ebende und Verzögere mit 0,1g, dies gibt mir der 
Beschleunigungssensor auch aus.

Ich fahre auf eine Rampe mit 10% Neigung und konstanter Geschwindigkeit 
oder gar leichter Beschleunigung ( < 0.1g ). Dann registriert der 
Beschleunigungssensor das gleiche wie in der Ebene.

Die Signale sehen gleich aus. Wie willst du jetzt nur mit einem 
Beschleunigungssensor erfahren ob du in einen Berg gefahren bist oder 
bremst? Das kann auch keine KI rausfinden (leider). Denn dann könnte ich 
auch den unterschied zwischen verzögerung und neigung bei dynamik 
feststellen, was leider nur mit Beschleunigungssensor nicht geht. Falls 
doch bin ich ganz Ohr ;)

Autor: Obelix (Gast)
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Zum Beschlöeunigungssensor: Gut ist dabei aber, wenn man vor einen Baum 
gefahren ist, das dann das Bremslich angeht. ;-D

Autor: Daniel (Gast)
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Die Sache ist ja gerade die, das ich mal sehen will wie du so bremst.
Eine Bremse hat je nach Model wohl ein etwas anderes Bremsverhalten. Und 
so müsste dann auch das Signal erkennbar sein. Natürlich ist das alles 
nicht ganz leicht, man braucht nen Sensor mit guter Auflösung usw, aber 
hier geht es ja eher um ein Gedankenexperiment.
Aber wie gesagt, in so Grenzfällen (konstanter, "glatter" Bremser vs 
konstanter "glatter" Berg) wird es natürlich immer etwas schwierig bis 
gänzlich unmöglich zu sagen ob nun gebremst wird oder nicht.
Wenn wir von idealisierten physikalischen Bedingungen ausgehen, kann man 
es natürlich nicht unterscheiden, das stimmt.

Autor: opacer (Gast)
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> Die Sache ist ja gerade die, das ich mal sehen will wie du so bremst.
> Eine Bremse hat je nach Model wohl ein etwas anderes Bremsverhalten. Und
> so müsste dann auch das Signal erkennbar sein.

Wir brauchen nichtmal von idealen Bedingungen ausgehen sondern von ganz 
gewöhnlichen und realen. Selbst wenn du mit der gleichen Bremse und 
gleichem Bremsdruck bremst, ist die Verzögerung immer eine (leicht) 
andere. Selbst während der Bremsung verändert sich die Verzögerung.

Das Problem ist einfach einen Unterschied zwischen Neigung und 
Verzögerung festzustellen - nur mit einem Beschleunigungssensor. Die 
Straße ist ja auch nicht immer eben oder immer gleiche Neigung. Wenn das 
so wäre könnte man das noch rausfinden. Selbst wenn du feststellst 
(direkte Änderung 0% auf 20% Neigung) das du im Berg bist, wie stellst 
du fest, das der Berg jetzt mal 19%, mal 22%, mal 17% hat oder ob du 
eben etwas verzögerst?

Wie das gehen soll ist mir schleierhaft. Aber wie gesagt, wenn das einer 
weis bin ich ganz Ohr.

Autor: Daniel (Gast)
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Ich kann leider nicht mehr dazu sagen. Ob man das trennen kann oder 
nicht, müsste man denke ich einfach testen (ich weis dass das zu 
aufwendig ist... :) ).
Wenn man über  Feldwege, oder über Steine fährt stimmt es sicherlich, 
dann gerät alles außer Rand und Band.
Aber im Normalfall haben wir auf einer asphaltierten Straße ja ziemlich 
glatte Übergänge. Bordsteine, Schlaglöcher oder dergleichen setzen die 
Idee zwar außer Kraft, aber auf der Autobahn hat man das ja nicht :)
Und dann kann man auf jeden fall schonmal sagen, das die sehr eckigen 
Übergänge Bremser sind. Mit etwas Glück können wir beim Bremsen (viel 
Reibung an den Rädern) irgendwelche Hochfrequenten Vibrationen oder so 
feststellen...
Mit solchen Methoden kann man das schon unterscheiden, wenn man an der 
richtigen Stelle sucht.

Über die Umsetzbarkeit, Praktikabilität und Wirtschaftlichkeit müssen 
wir hier nicht sprechen, das ist mir auch klar ;)

Autor: Daniel (Gast)
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Randbemerkung: ich stelle fest: der erste Satz passt nicht wirklich zum 
Rest meines Posts, vor allem zu seiner länge. Einfach ignorieren ;)

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