Hi
Ich überlege schon seit langem, wie ich berührungslos Geschwindigkeiten
messen kann. Berührungslos heißt: Ohne eine mechanische Anbindung. Ich
hab genau zwei Anwendungen: Einmal brauch ich für ein Projekt die
Geschwindigkeit eines Fahrrads, dabei dürfen die Räder aber nicht
beachtet werden. Also kein Magnet o.ä. am Fahrradreifen, die
Geschwindigkeit des Rahmens brauch ich.
Und dann als zweites möchte ich gerne die Geschwindigkeit eines
Skifahrers messen.
Bei dem Fahrrad ist wie gesagt das Problem, dass keine mechanische
Lösung benutzt werden darf. Theoretisch ginge GPS, aber das ist für
meine Anwendung zu Stromhungrig und teuer. Hier brauch ich etwas
günstiges, was mit einem Atmel auswertbar ist und wenig Strom
verbraucht.
Beim Skifahrer gibt es gleich 2 Probleme (eigentlich gibt es beide auch
beim Fahrrad, aber hier ist das 2. Problem nicht so wichtig):
Das erste ist genau das gleiche wie beim Fahrrad: Hier gibt es keine
drehenden Teile o.ä., die ich überwachen könnte und ein mitlaufendes Rad
neben dem Skier kommt doch eher etwas komisch :-) Also muss auch hier
die Messung berührunglos und ohne mechainische Verbindung funktionieren.
Hier ist der Strombedarf eher unwichtig, Abmessungen und Kosten sind
auch nicht so übermäßig wichtig. Ich habe z.B. eine GPS Maus, die ich
hierfür verwenden kann. Eine Anbindung an einen µC ist auch nicht
wichtig.
Das zweite Problem macht die Sache dann nochmals schwieriger: Beim
Skifahren besteht die Geschwindigkeit aus einer horizontalen (nach
vorne) und einer vertikalen (nach unten) Komponente. Die vertikale kann
ich beim Fahrrad wie schon erwähnt für meine Zwecke vernachlässigen.
Aber beim Skifahren macht die vertikale Komponente ziemlich viel aus!
Geht es steil runter, fährt man ziemlich schnell, bewegt sich aber kaum
vorwärts, halt nur nach unten. Daher bekommt man hier über reines GPS
ziemlich schlechte Ergebnisse. Auch ein GPS kann zwar Höhen messen, doch
aus Erfahrung weiß ich, dass diese gut und gerne mal innerhalb kürzester
Zeit um 100m schwanken können - das wird ungenau, seeehhr ungenau.
Ich hab mir dann mal eine High-Tech-Uhr angeguckt. Suunto X9i. Die
müsste für meine Zwecke funktionieren: GPS, ziemlich genauer Höhenmesser
auf Barometerbasis und Datenlogger, daraus müsste sich ziemlich gut die
Geschwindigkeit berechnen lassen. Allerdings ist diese Lösung wiederum
mit 499€ Listenpreis bzw. 350€ Straßenpreis dann doch wieder reichlich
teuer...
Also such ich nach etwas günstigerem. Auf der Kombinationsbasis von GPS
und Höhenmesser wird man aber wohl nicht viel günstigeres bekommen...
Also was kann ich sonst für meine beiden Anwendungen benutzen?
Ich bekam mal das Stichwort Beschleunigungssensor, doch was genau tun
die Dinger, wie arbeiten die, kann ich sie hierfür einsetzen und wie?
Kann mir da mal jemand helfen und das etwas erläutern?
Danke im vorraus!
Ciao Tobias
beim Fahrrad konnte man die Straße als Kreuzkorrelationfläche nutzen,
viele Autozeitschriften messen die Geschwindigkeit, Drehrate.... mit so
nem Teil. Da wird einfach Licht über eine Linse gebündelt auf die Straße
gerichtet und ein Sensor macht fortlaufen S/W Bilder davon, dadurch das
ein markanter Punkt beim nächsten Bild in eine bestimmte Richtung
wandert kann man die Richtung, die Geschwindikeit und die Drehung des
Fahrzeugs bestimmen. Ganz günstig dürfte der Aufbau aber auch nicht
werden, außerdem braucht man einen schnellen Bildsensor und einen
schnellen µC für die Datenverarbeitung.
Ist das gleiche Prinzip wie bei einer optischen Maus, was die da für ein
IC verwenden und wie schnell es ist weiß ich nicht, vielleicht könnte
man sowas nutzen
Entweder hab ich es überlesen oder es wurde nicht erwähnt. Muss der
Versuchsaufbau statisch oder mobil aufgebaut sein? Fährt das Fahrrad auf
einer bestimmten Strecke oder soll man immer die Geschwindigkeit kennen?
Falls eine Teststrecke vorgegeben wird, ist Korrelation die genauste
Variante. Das sollte auch mit nem Atmega laufen (Atmega + 2 Fotodioden +
2 OpAmps + Abstand der Sensoren = Fertig).
Ich lese das mal so, das der Aufbeu Mobil sein soll, also sich am
Fahrrad bzw. Skifahrer befindet.
Für den Skifahrer halte ich eine GPS basierende Lösung für sehr ungenau,
da die Auflösung zu gering ist. Wenn du Wedelst bekommt der GPS
Empfänger die tatsächliche Wegstrecke nicht mit.
Eine einfache, genaue und relativ günstige Lösung wäre es, die Signale
eines 3-Achsen Beschleunigungssensors aufzuintegrieren
(Geschwindigkeit). Problem: Rotationen werden nicht erfasst, d.h. man
braucht zur genauen Bestimmung auch noch drei Drehwinkelsensoren
(Gyroskope), für jede Achse eine. Mit einem Atmel auszuwerten dürfte
nicht das Problem sein.
Gruss
Hi,
eine Möglichkeit besteht darin die Schallgeswindigkeit zu messen,
(Dopplereffekt). Ich habe mit einem Kollegen der Drachenflieger ist über
so ein Projekt nachgedacht das folgendermassen funktionieren soll: Über
ein Ultraschallpipser wird in kurzen abständen ein Impuls ausgesendet
der von 2 in gleichem abstand angebachten Mikros empfangen wird.
E------S------E
<--------------
im statischen Zustand empfangen beite zu gleichen Zeit das Signal,
bewegt sich die Messeinrichtung kommen die Signale mit unterschiedlichen
Laufzeiten an. Ich habe damals einen Abstand von jeweils 50mm vom Sender
zu den Empfängern vorgesehen und ganz brauchbare Signale bekommen.
Ich habe noch eine Exceltabelle mit den berechneten Laufzeiten, wenn Du
willst kann ich sie Dir schicken.
Gruß Jürgen
Also ich habe in der Vergangenheit recht viel mit 3-achsigen
Beschleunigungssensoren zu tun gehabt. Eine Geschwindigkeitsangabe durch
Integration ist extrem unzweckmäßig bzw. nicht wirklich zu realisieren.
Funktioniert das Staurohrprinzip schon bei 20km/h? Das könnte man ja ans
Fahrrad bauen und mit nem Drucksensor dann auswerten.
nö, das mit den staurohren funktioniert schätz ich mal bei 200-300 km/h
aufwärts...
aber die idee, mit dem sensor einer optischen maus hab ich nicht
schlecht gefunden...
Daniel (x2) wrote:
> Also ich habe in der Vergangenheit recht viel mit 3-achsigen> Beschleunigungssensoren zu tun gehabt. Eine Geschwindigkeitsangabe durch> Integration ist extrem unzweckmäßig bzw. nicht wirklich zu realisieren.
???
- was ist daran unzweckmässig?
- was ist nicht zu realisieren?
Gruss
> aber die idee, mit dem sensor einer optischen maus hab ich nicht> schlecht gefunden...
Ich denke, das ist auch nicht recht proktikabel, da die Sendoren einen
relativ kleinen Abstand zum Untergrund benötigt. Dies ist sowohl beim
Fahrrad als auch bei Skifahren schwer realisierbar.
Carbolo Crb wrote:
> Daniel (x2) wrote:>> Also ich habe in der Vergangenheit recht viel mit 3-achsigen>> Beschleunigungssensoren zu tun gehabt. Eine Geschwindigkeitsangabe durch>> Integration ist extrem unzweckmäßig bzw. nicht wirklich zu realisieren.>>> ???>> - was ist daran unzweckmässig?> - was ist nicht zu realisieren?>
Das möchte ich sehen, dass dir deine 3 Gyros nach einem 2 Minuten
Ritt über eine Buckelpiste immer noch die Raumachsen korrekt
anzeigen.
Radar-Bewegungsmelder?
Ich hab mal gehört, mit einem Radioteleskop wurde mal ein neuer Quasar
entdeckt - es war aber nur der Tacho eines Traktors auf dem Feld
nebenan, der mit Radar den Schlupf der Räder auf dem weichen Untergrund
austrickste.
Karl heinz Buchegger wrote:
> Das möchte ich sehen, dass dir deine 3 Gyros nach einem 2 Minuten> Ritt über eine Buckelpiste immer noch die Raumachsen korrekt> anzeigen.
Nein, billige Gyros werden das definitiv nicht mehr tun :-) FOG's
würden das durchaus mitmachen.
> Anemometer auf Dopplereffekt basierend.
ähh was? ^^
Kann man das essen?
Ich Google mal - aber das sagt mir so rein gar nix...
> Lichtschranke, Radar ?
Wie weiter unten schon vermutet: Nichts stationäres, sondern etwas, dass
flexibel immer dabei ist. Wie ein Fahrradtachno, nur eben beim Fahrrad
ohne Messung der Drehung der Räder und eben auch beim Skifahren ohne,
dass ich eine Lichtschranke vorher auf der Piste aufstellen muss. Damit
fallen auch einige andere Vorschläge, die hier geschrieben wurden,
weg...
> Wie wäre es mit einem optischen Mousesensor?
Wenn irgendwas auf die Erde gerichtet werden muss, dann sollte das schon
mindestens 30cm Platz haben würde ich sagen. Beim Skifahren wird die
Befestigung dann eh problematisch.
> Da wird einfach Licht über eine Linse gebündelt auf die Straße> gerichtet und ein Sensor macht fortlaufen S/W Bilder davon, dadurch das> ein markanter Punkt beim nächsten Bild in eine bestimmte Richtung> wandert kann man die Richtung, die Geschwindikeit und die Drehung des> Fahrzeugs bestimmen.
Ich glaube, hier können wir den Punkt von hier drüber anwenden: Zu nah
über dem Boden darf es nicht sein und beim Skifahren wird die
Befestigung wohl auch sehr schwer (ans Bein binden?) ...
> Eine einfache, genaue und relativ günstige Lösung wäre es, die Signale> eines 3-Achsen Beschleunigungssensors aufzuintegrieren> (Geschwindigkeit). Problem: Rotationen werden nicht erfasst[...]
Brauch ich denn die Rotation? Wenn ja, wofür?
> nö, das mit den staurohren funktioniert schätz ich mal bei 200-300 km/h> aufwärts...
Nach meinem Wissensstand sind auch 20 km/h schon verwertbar. Aber beim
Fahrrad sollte auch 5 km/h noch ohne Probleme zu messen sein!
Außer dem Anemometer und den Beschleunigunssensoren (aber die nur evtl.)
les ich also noch nix raus, was anwendbar ist, oder? Sind das die
Ansätze? Oder muss man einfach sagen: Dieser Wunsch ist außerhalb des
technisch realisierbarem?
Ciao Tobias
Hi
Anemometer: Ich hab mal nachgeschaut. Zuerst dachte ich
"Anemometer=Windmesser" und fällt daher aus. Dann würde ich bei starkem
Gegenwind ja mehr messen, als ich wirklich fahre.
Aber dann entdeckte ich die hier:
http://www.uni-magdeburg.de/isut/TD/pda/PDA.html
Könnte also doch funktionieren... irgendwie... aber ich glaube, der
Aufbau mit Lasern ganz bestimmter Wellenlängen usw. ist eher ein wenig
seehr komplex und teuer oder nicht?
Ciao Tobias
Hi
@Obelix: Ist eine Frage der Optik. Es hat schon Projekte gegeben, wo
sich Leute so ein Teil in den in den Autospiegel eingebaut und die
Geschwindigkeit
damit gemessen haben.
MfG Spess
Ein Anemometer ist ein Windmesser, du kannst damit nur deine
Geschwindigkeit relativ zur Luft messen. Wenn du die Geschwindigkeit
relativ zum Boden messen willst brauchst du irgend einen Bezugspunkt auf
dem Boden oder einen von dem du auf den Boden zurückrechnen kannst
(GPS).
Es gibt speziell für Sportanwendungen Radar-Geschwindigkeitsmesser die
die Reflektionen von umgebenden Objekten auswerten. Vielleicht kannst du
dir Informationen darüber ergoogeln, aber Selbstbau wird da eher nichts.
Hei, Tobi,
hübsches Problem.
GPS ist sicher eine gute Möglichkeit, Du brauchst aber gleich ein
3-dimensionales Ergebnis, weil Dir die groundspeed nix nutzt wenn Du im
Steilhang bist.
Ein ähnliches Problem habe ich wie folgt für kürzere Strecken gelöst:
mit einem langen Maßband eine Strecke exakt abstecken - alle 1m ein
Schaschlikstab mit einem knallbunten Karo
Aus der Entfernung mit Videokamera die Vorbeifahrt (Schi, Fahrrad - in
meinem Fall wars ein startender Drachenflieger) aufnehmen.
VOR der Aufnahme und danach eine Uhr (digital oder analog) mit
Sekundenzeiger mehrere Sekunden lang aufnehmen um den wahren Systemtakt
der Kamera mitzukriegen.
Klappt auch schon mit billigen Videokameras - handy und jeder digitale
Fotoapparat (ausser meinem ziemlich hochprozentigen Foto).
Ciao, viel Erfolg
Carbolo Crb wrote:
>> Daniel (x2) wrote:>>> Also ich habe in der Vergangenheit recht viel mit 3-achsigen>>> Beschleunigungssensoren zu tun gehabt. Eine Geschwindigkeitsangabe durch>>> Integration ist extrem unzweckmäßig bzw. nicht wirklich zu realisieren.>>>> ???>>>> - was ist daran unzweckmässig?>> - was ist nicht zu realisieren?>>>Das möchte ich sehen, dass dir deine 3 Gyros nach einem 2 Minuten>Ritt über eine Buckelpiste immer noch die Raumachsen korrekt>anzeigen.
Erstens das und zweitens haben die Beschleunigungssensoren ein
Grundrauschen, was derartig geringe Beschleunigungen über einen solch
langen Zeitraum einfach nicht genau bestimmen lässt.
Tobias H. wrote:
>> Eine einfache, genaue und relativ günstige Lösung wäre es, die Signale>> eines 3-Achsen Beschleunigungssensors aufzuintegrieren>> (Geschwindigkeit). Problem: Rotationen werden nicht erfasst[...]>> Brauch ich denn die Rotation? Wenn ja, wofür?
Ja, die würde man brauchen.
Du müsstest im Grunde eine Inertialplatform bauen, die
dir eine raumstabile Bezugsplattform gibt, damit du die
Beschleunigungen auch in der richtigen Richtung aufintegrierst.
Vergiss es gleich wieder. Das ist mit Hobbymitteln nicht
vernünftig machbar. Nicht im 3D
JÜrgen G. wrote:
> nö, das mit den staurohren funktioniert schätz ich mal bei 200-300 km/h> aufwärts...>> aber die idee, mit dem sensor einer optischen maus hab ich nicht> schlecht gefunden...
Das Staurohrprinzip funktioniert bei (fast beliebigen) niedrigen
Geschindigkeiten. Einzige Voraussetzung ist ein empfindlicher
Differenzdrucksensor, der dann eben die max. Geschwindigkeit (durch
seinen Messbereich) limitiert.
Gruß vom Praktikant
Ich habe mir zu diesem Zweck ein mobiles GPS (GARMIN GPSmap76csx)
zugelegt. Das Teil hat eine extrem empfindliche Antenne (geht auch im
Wohnzimmer :) und kann bis 2GB daten speichern (mikro-SD). Die
Trackaufzeichnung (auch die Höhe) ist sehr genau und schnell, kann
später per Software am PC sogar 3D dargestellt werden. Die
Geschwindigkeit (auch Anstigs- u. Fallgeschwindigkeit) ist zu jedem
abgespeicherten Trackpunkt vorhanden.
Ich denke, das ist die genauste Lösung für dein Problem.
Nachteil: Gerät, Halterung, SD-Karte und Sotware kommen auch ca. 700€.
Ich würde mich mal erkundigen, wie der Fußpod von Polar und Suunto
funktioniert.
Wenn es auf Beschleunigungssensoren beruht, wird das allersings mit der
Ski-Geschw. eher schwierig.
Gruß Praktikant
PS: Habe einen Garmin Forerunner 305 und muss sagen, die Höhenangaben
die er liefert, stimmten bisher zu 90% immer mit den Werten überein, die
er dort auch anzeigen sollte. Große Schwankungen oder unsinnige
Höhenagaben konnte ich bisher nicht feststellen.
Das geht auch ohne Vorgabe der Schrittlänge, weil der Sensor in der
Ruhephase des Schrittes nachkalibriert werden kann. Auf das Skifahren
kann man das dann natürlich nicht übertragen.
Flo wrote:
> Ich würde auch einen Beschleunigungssensor nehmen. Schau dir mal hier> die App Note von VTI an:>> http://www.vti.fi/midcom-serveattachmentguid-4535665b19faab2e1046b939f2c12175/AN50_SCA3000_Accelerometer%20in_Velocity,_Distance_and_Energy_Measurement.pdf>
Hast du den ersten Satz im Kapitel 'Solution' gelesen:
Measuring walking distance accurately by integrating coninuous
longitudinal acceleration is difficult due to errors coupled
to acceleration signal over time. In order to reduce such errors,
time and acceleration measurement of walking can be divided into
steps. Steps cause a periodic movement of a human hip. Length of
a single step can be integrated from angular velocity of the hip's
arc shape profile.
In anderen Worten: Im Grunde ist das auch nichts anderes als
ein Schrittzähler. Nur dass die Schrittlänge bei jedem Schritt
durch das gemessene Beschleunigungsprofil abgeglichen wird.
Gemessene Beschleunigungen 2 fach integrieren um auf den Weg zu
kommen, ist nun mal AFAIK nicht mit Hobby Mitteln machbar.
Hi
Irgendwie bin ich immer noch nicht so richtig weiter... oder ich hab
irgendwas überlesen?
700€ GPS-Geräte fallen wohl flach... Dann kann ich mir ja lieber gleich
die Suunto Vector holen, schließlich kostet die "nur" 350€
Alles, was auf Windgeschwindigkeiten basiert wie Anemometer und Staurohr
bringt wohl auch nix, oder? Obwohl, moment, mir fällt gerade ein, es
hieß "Differenzdrucksensor" - also müsste sich die Windgeschwindigkeit
ja abziehen lassen, oder? Aber ansonsten hab ich den Wind mit drin, das
wird ja auch reichlich ungenau. Radar usw. was hundsgemein teuer und im
Hobby nicht realisierbar ist, fällt wohl aus...
Ciao Tobias
Hi
Ich hab das hier gefunden:
Beitrag "Geschwindigkeit im Wasser"
Unten steht auch eine Berechnungsformel für den Druck.
Etwas umformuliert und einfacher gestaltet lautet die Formel:
P = 0,5 rho v²
So, v muss in m/s eingesetzt werden, rho in kg/m³. rho von Luft ist nach
meinen Recherchen 1,3. Die beiden dort ausgerechnetetn Geschwindigkeiten
sind 10 km/h=2,7777... m/s und 40 km/h=11,11111... m/s. Ich komme dann
allerdings auf Werte von ~5 bei 10km/h und ~80 bei 40km/h. Wie kommt
Benjamin also auf Werte 1. im 1000er Bereich (kPa) und zweitens, auf
Zahlen wie 3,8 und 61,7?
Wenn ich jetzt einfach mal davon ausgehe, dass Benjamin unrecht hat mit
seinen Zahlen und ich richtig gerechnet habe und außerdem die Formel an
sich schon kPa liefert, dann brauche ich fürs Fahrad einen Sensor mit
einem Messbereich von 0 bis 100kPa (0 bis 55 km/h) und fürs Skifahren
einen von 0 bis 1000 (0 bis 175 km/h - 1000 ist gerundet. Aber für
120km/h braucht man eh schon über 700, dann kann man gleich 1000)
nehmen. Aber wie genau bekomme ich jetzt die Windgeschwindigkeit aus
meinem Messwert wieder heraus?
Ciao Tobias
Tobias H. wrote:
> nehmen. Aber wie genau bekomme ich jetzt die Windgeschwindigkeit aus> meinem Messwert wieder heraus?
Indem du die Formel nach v auflöst?
Welche Werte liefert der Sensor? Nur ganze Zahlen
im Bereich 0 bis 1000?
Dann probierst du einfach mal:
Rechne mit einem Sensorwert von 0 zurück.
Rechne mit einem Sensorwert von 1 zurück.
Dann weist du welche Sprünge deine angezeigte Geschwindigkeit
machen wird, wenn der Sensor von 0 auf 1 wechselt.
Das selbe Spielchen, kannst du auch bei anderen Sensorwerten
machen. Wenn du gut bist, dann leitest du dir eine Formel
dafür her, wie sich der Geschwindigkeitssprung in Abhängigkeit
vom Sensor-Bereich verhält. (Ist wirklich nicht schwer)
Nein, das mein ich ja nicht... Wenn ich mit meinem Fahrrad 20km/h fahre
und 20 km/h Gegenwind habe, dann bekomme ich doch mit dem Sensor eine
Geschwindigkeit von 40 km/h heraus. Wie finde ich heraus, wie groß der
Anteil an Wind in meinem Messwert ist?
Ciao Tobias
Tobias H. wrote:
> Nein, das mein ich ja nicht... Wenn ich mit meinem Fahrrad 20km/h fahre> und 20 km/h Gegenwind habe, dann bekomme ich doch mit dem Sensor eine> Geschwindigkeit von 40 km/h heraus. Wie finde ich heraus, wie groß der> Anteil an Wind in meinem Messwert ist?
Gar nicht. Leider.
Dein Sensor kann das nichtunterscheiden.
Drum gibt es in der Luftfahrt auch 2 Geschwindigkeiten:
indicated Airspeed (Geschwindigkeit durch die Luft,
Instrumentenanzeige aus dem Staudruck)
Speed over Ground
um SoG aus IAS zu berechnen muss man die Windgeschwindigkeit
kennen (zb. aus den meteriologischen Berichten). Heutzutage
kann man SoG zb. mittels GPS ermitteln.
(*) bin weder Pilot noch Luftfahrtexperte. Wenn die Schilderung
stark vereinfachend oder mit falschen Begriffen geführt wurde,
so bitte ich, mir das nachzusehen.
> bin weder Pilot noch Luftfahrtexperte
ich ebenfalls nicht, daher nur als Hinweis aus der Anschauung - habe es
nicht weiter recherchiert und weiter überlegt:
Bei Hubschraubern gibt es 2 Staurohre für die Geschwindigkeitsmessung:
in Fortbewegung und entspr. seitlich (90 Grad).
Sichworte sind 'Prandl. Rohrstömung', 'Staurohr', 'Pilotrohr'.
Vielleicht hilft das weiter(?)
Gruß
Nils
Was ist denn jetzt mit der optischen-Maus-Lösung (für den Skifahrer).
Wenn's nicht gerade ein Skispringer ist, ist doch immer Kontakt zum
Boden, der dazu noch i. d. R. hell ist, vorhanden...
Hi
@Nils: Das Ding heißt Pitotrohr, und fällt für mich aber wohl raus, da
man immer die Windgeschwindigkeit mit drin hat in seinem Messwert.
Wenn ich das richtig sehe, bleibt also wirklich nur das übrig, was die
Geschwindigkeit anhand des vorbei ziehenden Bodens misst. Wie misst
eigentlich ein Auto das? Das muss ja schließlich beim ABS zwischen
Blockieren und dem Stand an der Ampel unterscheiden können.
Ich hab noch folgendes gefunden. Das ist zwar auch Laser, klingt aber
einen Tick einfacher. Vielleicht auch nicht zu Hause erstellbar... Aber
gibt es sowas vielleicht als fertigen Sensor zu bezahlbarem Preis?
Gruß Tobias
Wäre ein Strömungssensor mit Glühdraht nicht einfacher als ein Staurohr?
Man kann sogar den Glühdraht selbst als Sensor nehmen.
Man könnte natürlich immer bei Stillstand auf Null kalibrieren.
Der Maussensor fällt leider selbst mit anders Fokusierter Optik, flach
da selbst die schnellsten Mäuse bei spätestens 4m/s aussteigen.
Vielleicht wären noch Körperschallmessungen am Rahmen denkbar, da sollte
eigentlich doch eine Frequenz die proportional zur Drehzahl der Räder
ist mit drin sein, die Frage ist natürlich ob das auswertbar ist.
Optisch den Boden abtasten mit einer eigenen Lösung (nicht die
Mauselektronik) also mit gehörig DSP und schnellen Sensoren (Kamera) ist
mit Sicherheit das genauste aber natürlich auch nicht eben trivial.
Graupner hat so ein Sytem für Helikopter das allerdings lediglich die
Lage halten soll, aber ich denke die Signale kann man auch anderweitig
verwerten.
https://shop.graupner.de/webuerp/servlet/AI?ARTN=5950
Sowas wird auch Optical Flow Sensor genannt, so als Stichwort für
weitere Recherchen.
Viel Glück -wiebel
Matthias L. wrote:
>>Wie misst eigentlich ein Auto das?>> Dazu gibt es eine "Inkrementalscheibe" an/in/bei der Bremsscheibe.
Ausserdem: Wenn deine gemessene Geschwindigkeit zur Zeit bei
70 km/h steht und in der nächsten Sekunde dreht sich das
Rad nicht mehr, dann wirst du wohl kaum an einer Ampel stehen :-)
Auf einen Punkt wurde noch nicht eingegangen.
Am 13. um 9:41 hat ein gewisser Jürgen die Messung
von Schallwellen ins Spiel gebracht. Ich denke das
könnte tatsächlich auch beim Skifahren klappen.
Kleiner Lautsprecher + Mikro in ein Rohr und die
Phasenverschiebung bzw. Dopplerverschiebung messen.
Das Rohr könnte man auf den Ski 'kleben'.
Oder spielt einem da die Tatsache, daß das Luftvolumen
im geschlossenen Rohr mitbewegt wird einen Streich?
Karl heinz Buchegger wrote:
> Auf einen Punkt wurde noch nicht eingegangen.> Am 13. um 9:41 hat ein gewisser Jürgen die Messung> von Schallwellen ins Spiel gebracht. Ich denke das> könnte tatsächlich auch beim Skifahren klappen.>> Kleiner Lautsprecher + Mikro in ein Rohr und die> Phasenverschiebung bzw. Dopplerverschiebung messen.> Das Rohr könnte man auf den Ski 'kleben'.> Oder spielt einem da die Tatsache, daß das Luftvolumen> im geschlossenen Rohr mitbewegt wird einen Streich?
Eigentlich fand ich auch, dass die Idee sehr gut kling, aber ich bin mir
nicht sicher ob, das überhaupt hinhaut, da man ja nur ein Inertialsystem
hat. Das würde ich aber auf jedenfall auch mal näher anschauen.
Wenn das nur in einem offenen Rohr funktioniert, hat es das selbe
Problem wie andere Strömungs/Stau Verfahren auch, den Wind. -wiebel
@Tobias
>Das Ding heißt Pitotrohr...
schon klar - wie gesagt ich habe nicht überlegt, was sich aus 2
Staurohren 'rausholen' läßt - ich habe das neulich bei einem
Kleinhubschrauber gesehen: Der hatte 2 Staurohre, eines für die
Bewegungsrichtung und eines Vertikal - habe mich noch gefragt, was das
soll (ich meine aus der 90 Grad-Komponente lässt sich keine
'zusätzliche' Info gewinnen - aber vielleicht hat hier jemand ja einen
guten Hinweis, wozu das Gut ist).
(Wie Karl heinz, schon andeutete, kenne ich das auch so: Piloten
kalibrieren vor dem Start ihre Instrumente, entspr. Wetter).
Bzgl. Kfz kann ich es Dir sagen: Die (elektronische)
Geschwindigkeitsermittlung per 'Zwo Pi R' und der Annahme der
Reifenhaftung ist immer noch Standard (also Umdrehungsmessung der
Reifen). Systeme, wie ABS laufen separat. Moderne Kfz haben Bussysteme
und i.d. Regel sind die Komponenten aus Sicherheitsgründen autark, d.h.
insbes.: sie haben ihre eigenen Sensoren: Interessant für das
Gesamtsystem 'Kfz' ist nur die Meldung ' ABS hat ausgelöst' - wie ABS
das ermittelt hat (z.B. per opt. Mustererkennung), ist dabei
uninteressant.
@Karl heinz u. Wiebel
> Kleiner Lautsprecher + Mikro in ein Rohr und die Phasenverschiebung bzw.> Dopplerverschiebung messen.> ... Inertialsystem ...
Ja, aber sind hier nicht die Relativbewegungen eher das Problem? (D.h.
der statische Wind bläst von vorn in das Ultraschallrohr, ebenso wie
beim Staurohr (der 'Wind' verändert also die Ausbreitungsgeschwindigkeit
- die Druckdiferenz ist nur das Äquivalent dazu).
Mal allgemein: Wenn ich Druckunterschiede (Staurohr) nicht erfassen
kann, so wird mir das auch nicht per Schall gelingen, da die
Windgeschwindigkeit als additive Konstante bei der Schallgeschwindigkeit
hinzukommt (Ist das ein Denkfehler von mir? (Grenzgeschwindigkeit des
Mediums(?)) - dann tretet mir auf die Füße!).
Optische Methoden ohne Mustererkennung: Es gibt da noch die Möglichkeit,
Reflexmesungen zu modulieren (HF-Bereich, 100 kHz bis einige MHz) und
einen Phasenvergleich durchzuführen (zwischen gesendetem und emfangenen
Signal). Ist bei Messung von Längenunterscheiden im Bereich [mm] is [m]
ganz gut.
Gruß
Nils
Ich habe mir das nur mal grob durchgelesen,...
Wollt ihr berührungslos messen könntet ihr ein beschleunigungssensor
nehmen, die Firmware währe aber bestimmt ein bissl tricky,....
@Nils: bzgl. Windgeschwindigkeit,..Ein Hurricane fegt über Florida mit
250km/h~69,4m/s,.. Schall bei NN ~330m/s~> 1/5tel Der
Schallgeschwindigkeit,..
i.A. könnte man für eine Druckdifferenzmessung Piezo Mikrophone
benutzen, die sind empfindlich genug,..
Dabei ist zu beachten das ihr zwei mikro's braucht, einen zur messung
des offsets (windschatten,Lee) und einen zur Luv seite, sind die beiden
subtrahiert null so bewegt sich nüx, sind sie ungleich null ist es
entweder windig oder etwas bewegt sich
hmm,.. sonst nur noch gps,..
grüüße
Hi
Ich hab natürlich auch weiter gesucht. Ich fasse nochmal alle Ergebnisse
zusammen aus diesem Thread und dann, was ich so gefunden habe.
GPS würde zwar gehen, ist aber wie schon gesagt nicht ganz billig und
für meine Fahrradanwendung eigentlich zu langsam, für meine Skianwendung
wegen der Höhe und der so schnellen Richtungsänderung auch zu ungenau.
Die Messungen, die auf Einflüssen der Luft basieren, fallen aufgrund der
nicht aus dem Messwert herauszurechnenden Windgeschwindigkeiten weg.
Also Staurohr usw.
Mechanische Lösungen schließe ich aus - beim Fahrrad aufgrund dessen,
was ich damit vorhab und beim Skifahren, weil es wohl nur sehr schwer
wäre, etwas mechanisches zu integrieren.
Beschleunigungssensoren sind laut euch zu schwer auszuwerten (Wobei für
mich die Mathematik nicht das Problem wäre, integrieren ist nun nicht
soo das Problem) und außerdem laut euch auch noch bei dieser Art
Beschleunigung zu ungenau und werden mit den Erschütterungen nicht
fertig. Also schließen wir die auch aus.
Also, nochmals zusammengefasst:
Wir können über folgende Arten Geschwindigkeiten messen:
mechanisch über den Boden: schließe ich aus
mechanisch (Propeller) in der Luft: wegen Wind zu ungenau
GPS: zu teuer, zu ungenau, für meine Anwendung nicht unbedingt geeignet
Luftdruck über Staurohr: wegen Wind zu ungenau
(Erdanziehungs-)Kräfte: kommen mit Erschütterungen nicht klar, zu
ungenau, zu schwer auszuwerten
optische Messung in der Luft: wegen Wind zu ungenau
Was also noch bleibt an Feldern/Einflüssen, die evtl. auswertbar bzw.
noch nicht ausgeschlossen sind:
- magnetisches Feld der Erde (kann man da über Induktion irgendwas
herausbekommen? Wahrscheinlich wohl nicht, wird wohl zu schwach sein der
Effekt und vor allen Dingen wird man wohl wieder nur die horizontale
Komponente bekommen...)
- optische Abtastung des Bodens:
- via Kamera (sehr schwer zu realisieren, oder? übrigens aber das
Prinzip von optischen Mäusen)
- via Laser+Kamera (sehr schwer zu realisieren, genauer als nur Kamera
wegen Speckle-Effekt, aber trotzdem wohl noch unbrauchbar, Prinzip von
Lasermäusen)
- via Laser-Interferometer (Frequenzverschiebung des Laserstrahls bei
sich bewegender Oberfläche,
http://www.business-sites.philips.com/lasersensors/about/article-15031.html
, Maussensor bei neueren Lasermäusen. Das ist auch die Lösung, die ich
zur Zeit favorisiere - wenn sie denn realisierbar ist. Manchmal sieht
sie eher sehr schwer zu realisieren aus, manchmal aber auch sehr
einfach. Und wenn man sie schon kostengünstig in Mäusen integrieren
kann, muss das ja zumindestens kaufbar sein, oder?)
Ciao Tobias
hmm... so richtig hilft der Link nicht weiter... 299$ wären zwar schon
mal weniger, aber auf unbestimmte Zeit nicht lieferbar. Ok, dann könnte
man wenigstens die Technik nachbauen - aber darüber steht rein gar
nichts in der Beschreibung.
Ciao Tobias
http://www.amazon.com/Tech-O-SI-Ski-Speedometer/dp/B000EQ82IM
Das Ding würde zumindestens schon mal mein Problem beim Skifahren lösen.
Messung auf Basis von Radar und Doppler-Effekt. Wenn da kein Schmu
getrieben wurde, dann müsste das eigentlich zuverlässig die
Geschwindigkeit über dem Boden liefern. Und 85$, also gute 60€ sind
definitiv bezahlbar!
Aber fürs Fahrrad nicht für meine Anwendung geeignet. Hier brauche ich
etwas, das ich auch an einem AVR verwerten kann...
Ciao Tobias
Da noch jemand eine Idee oder eine Bezugsquelle, wo man vielleicht
fertige LDA oder Radar Sensoren bekommen kann, die ich mit einem AVR
auswerten kann und die auf dem Doppler Effekt beruhen?
Bezug auf den Beitrag von:
" Autor: Philip Kottmann (praktikant)
Datum: 14.09.2007 09:03
Das Staurohrprinzip funktioniert bei (fast beliebigen) niedrigen
Geschindigkeiten. Einzige Voraussetzung ist ein empfindlicher
Differenzdrucksensor, der dann eben die max. Geschwindigkeit (durch
seinen Messbereich) limitiert.
Gruß vom Praktikant"
Mein Kommentar:
Also bei dem Ausdruck "...fast beliebig....niedrigen
Geschwindigkeiten..." muss ich doch einsprechen. Dabei nehme ich an,
dass ein niedriger Geschwindigkeitsbereich unter 10 m/s liegt - also bei
einem entsprechenden Staudruck.
1) Bei Geschwindigkeiten unter 20 bis 30 kmh ist das Energieniveau so
niedrig, dass der Fehler unverhältnismässig gross wird
2) das Staurohr braucht ein "Gegengewicht" - das ist der statische Druck
- daher auch der erwähnte Differenzdrucksensor. Diese Druckabnahmestelle
ist in der Nähe von umströmten Körpern garnicht so einfach zu finden.
Denke nur mal an Seitenwind - da wirst Du im niedrigen
Geschwindigkeitsbereich (s.o.) schon bei leichtem Querwind Dir wieder
einen saftigen Fehler einhandeln
3) der empfindliche Drucksensor - den würd ich gern mal kennenlernen -
als portablen Sensor. Was nutzt mir ein Beetz´scher Mikro-Drucksensor,
wenn das Teil grösser als ein 20-l-Kanister ist - und ABSOLUTE Ruhe beim
Messvorgang benötigt. Und elektronische Sensoren brauchen wieder für
SICH SELBST eine präzise Temperaturkompensation.
4) Der Druckmesssensor tuts bei genauen Messungen nicht mehr. Ich muss -
für eine genaue Geschwindigkeitsberechnung aus der Staudruckmessung das
GENAUE spezifische Gewicht der Luft kennen - also sowohl den aktuellen
(absoluten) Luftdruck als auch die aktuelle, momentane Lufttemperatur -
die Gasgleichung lässt grüssen.
Die Aussage "fast beliebig niederig..." mag von einem Praktikanten
kommen, an ihrer Praktizierbarkeit habe ich erhebliche Zweifel
Hallo,
klingt schon echt spannend, was da so vorgeschlagen wird,
dem Inchenör ist ja nichts zu schwör, aber vielleicht möchte
Tobias ja mal fertich werden.
Ich würde die Radarlösung nehmen. Wie ich einer alten
Autobild entnehmen konnte (denn Bild bildet !) gibt es
fürn Appl undn Ei eine Spielzeugähnliche Radarpistole für
den Möchtegernpolizistenliebhaber. Hat eine digitale Anzeige,
könnte man bestimmt irgendwie an einen Mickikontroler basteln,
auf jedenfall schneller, als ein Mauselektronik, die für feste
Abstände gebaut ist. (Das war echt der Brüller.)
Einen Vorschlag für unsere werden Inchenöre habe ich noch:
Der Radfahrer bekommt eine Casio Uhr die synchron mit einer
weiteren Casio Uhr, die am Start liegt, die nicht bewegt wird.
Wie wir alle aus dem Physikunterricht wissen werden die Uhren
nach dem Experiment nicht mehr synchron laufen.
Man brauch also nur noch die Zeidifferenz auswerten und schon
weiß man was über die Geschwindigkeit. Aber Vorsicht, sollte
der Skifahrer hüpfen ändert sich das Gravitationsfeld ;-)
Gruß
Dietmar
Hi,
also wenn die Messung der Geschwindigkeit nicht während der Fahrt,
sondern anschließend am Rechner gemessen werden soll, dann wäre das mit
der passenden Software nicht so schwer. Es gibt da z.B. das Freeware
Programm Viana, z.B. hier:
http://didaktik.physik.uni-essen.de/viana/
Damit können 2D Bewegungen je nach "Versuchsaufbau" recht genau
vermessen werden. Außerdem gibt das Programm auch Wegstrecken und
Beschleunigungen aus (OK, das kann man sich ja auch selber ausrechnen).
Hab's selber schon erfolgreich verwendet und finde es echt gut.
Vielleicht kann man das was mit machen.
Gruß
Fred
