Hallo, habe vor eine 2D Zeichnung einer Bewegung am PC auszugeben. Momentan stehe ich ziemlich am Anfang dieses Problems - und zwar bei dem/den Sensor(en). Das zu messende Objekt ist ein Seilfeld mit einer Länge von ca. 50m - 1000m Kommt Wind von der Seite entsteht ein Staudruck und das Feld bewegt sich. In der Mitte des Seilfelds soll nun ein Sensor befestigt sein und den Verlauf des Felds aufzeichnen. Nun brauch ich entsprechende Sensoren dafür, denke, dass die maximale Beschleunigung nicht sehr groß ist, da das Feld entsprechende Masse hat und auch eher Träge ist ( schätze ich mal ). Problematischer sehe ich da die minimale Beschleunigung, da auch sehr wenig Wind kommen kann und die Auslenkung nicht erfasst wird, was mit der Zeit zu Integrationfehlern führt oder der Wind konstant zu nimmt - genau unter der Empfindlichkeitsgrenze des Systems. Zur Nullstellung des ganzen Systems habe ich mir gedacht, dass wenn der Wind eine bestimmte Zeit auf Null ist ( Windsensor ) + keine Kräfte am Sensor messbar sind, sich das Feld auch nicht mehr bewegen dürfte. Optische Erkennung fällt leider aus und GPS ist nicht genau genug. Ich hoffe ich konnte ungefähr beschreiben was ich meine. Hat jemand Erfahrung mit Sensoren oder gute Tipps, bzw. eine Idee für die mindeste Beschleunigung, die so ein Sensor haben sollte. danke mfg Mätte
Hallo Mätte, interessante Aufgabe, vielleicht könntest Du die Lageänderung des Seilfeldes wiederum mit einem Seil auf ein Poti übertragen. Oder mit einer Seilschleife auf 2 Potis, damit keine zusätzlichen Zugkräfte überwunden werden müssen. Gruß Holger
Gibt es überhaupt eine Möglichkeit, den Sensor exakt horizontal am
Seilfeld zu befestigen? Selbst wenn du den Ruheoffset herausrechnest,
wird der Sensor bei Bewegung die horizontale Lage verlassen.
Da zweimal integriert wird, genügen schon allerkleinste Fehler, um das
Ergebnis ziemlich schnell wegdriften zu lassen, da der Wegfehler
quadratisch mit der Zeit wächst.
> Optische Erkennung fällt leider aus
Wieso werden bei solchen Vorhaben immer die aussichtsreichsten
Lösungsansätze als erste verworfen? ;-)
ok, danke soweit für die Antworten. @Holger: Das mit dem Poti entfällt leider, da es keine Referenz gibt, an der man die Potis befestigen könnte. @Yalu: Exakt horizontal denke wird nicht gehen, aber die Erdbeschleunigung setzt sich ja aus 2 Kräften zusammen ( X, Y in 2D ). Das mit der Neigung dachte ich, dass man das über die Kräfte herausbekommen kann, oder Neigungsmesser oder so. Mir ist optisch auch als erstes gekommen, ist aber wegen hochem Verschmutzungsgrad, Entfernung und rauer Umgebung leider wieder ausgefallen.
Ein zweiachsiger Beschleunigungssensor misst die Vektorsumme aus 1. der Beschleunigung auf Grund der Bewegung des Sensors und 2. der Erdbeschleunigung. Da du nur an (1) interessiert bist, musst du vom Messwert also den Erdbeschleunigungsvektor subtrahieren. Dessen Betrag ist bekannt, aber mit der Richtung wird es schwierig, wenn der Beschleunigungssensor seine Lage ändert. > Das mit der Neigung dachte ich, dass man das über die Kräfte > herausbekommen kann, oder Neigungsmesser oder so. Ein Neigungssensor misst im Prinzip auch nichts anderes als ein einachsiger Beschleunigungssensor, nur dass das Ergebnis als Winkel ausgegeben wird. So, wie der Messwert des Beschleunigungssensors durch die Neigung beeinflusst wird, wird der Messwert des Neigungssensors durch die Querbeschleunigung beeinflusst, und er liefert deswegen keine zusätzliche Information¹. Die benötigten zusätzlichen Informationen würde ein Kreisel (Gyroskop) liefern. Mit einem zweiachsigen Beschleunigungssensor und einem Kreisel kann man tatsächlich ein 2-D-Inertialmesssystem aufbauen. Aber auch der Kreisel hat das Driftproblem. Um eine halbwegs gute Stabilität des Systems über mehr als ein paar Sekunden zu erreichen, muss man zu Komponenten greifen, deren Kosten im Bereich von einigen 10000 bis 100000 Euro liegen. ¹) Genau genommen stimmt das nicht ganz: Mit einer Kombination aus einem translatorisch und einem rotatorisch messenden Neigungs-/ Beschleunigungssensor kann - zumindest theoretisch - zwischen Neigung und Querbeschleunigung unterscheiden. Aber bei geringen Neigungen geht diese Unterscheidungmöglichkeit im Messrauschen unter.
Ev, nimm GPS, zwei GPS empfänger, Funkmodem oder loggen auf SD-Karte der raw daten, bekommt man bis zu 50hz, und mache dann Postprocessing von den rinex Daten, Genauigkeit unter einem Centimeter.
hallo, leider übersteigen diese Kosten etwas den Rahmen =) @ Francesco Na: könntest du mir bitte etwas genauer erklären, wie man mit GPS auf einen Centimeter Genauigkeit kommen? Wenn das funktionieren würde wär das natürlich die Lösung, dachte aber mit GPS kommt man nur auf einige Meter. danke soweit Mätte
Hi
>...Centimeter Genauigkeit kommen? Wenn das funktionieren würde wär das...
Das wirst du mit Beschleunigungssensoren auch nicht hinbekommen.
Ausserdem musst du bedenken, das sich die Fehler kumulieren.
MfG Spess
dachte nur, da er gesagt hatte "... rinex Daten, Genauigkeit unter einem Centimeter". Würde ja bei Stillstand des Seilfelds wieder zurücksetzten. Danke für alle Ansätze ...
Mätte T. wrote: > könntest du mir bitte etwas genauer erklären, wie man mit GPS auf einen > Centimeter Genauigkeit kommen? Wenn das funktionieren würde wär das > natürlich die Lösung, dachte aber mit GPS kommt man nur auf einige > Meter. Drum sagte er ja auch: Nimm 2 Stück GPS! Einer steht einfach nur so fix rum und empfängt ständig das GPS Signal das ihm sagt wo er rein rechnerisch sein müsste. Da dieser eine Empfänger aber exakt weiß wo er gerade ist, kann man daraus errechnen welchen Fehler man zur Zeit aus genau dieser Satteliten- geometrie und sonstigen Einflüssen erhält. Genau diesen Fehler wendest du auch auf den sich bewegenden GPS Empfänger an und erhälst somit seine exakte Position.
Hi
>natürlich die Lösung, dachte aber mit GPS kommt man nur auf einige Meter.
Nur mal als Denkanstoss: Ein 'privates Differential GPS'. Da es nicht um
die absolute Position geht, spielt die genaue Kenntnis der
Empfängerposition keine Rolle. Also ein fixer und ein beweglicher
Empfänger. Die Differenz zwischen beiden Positionsangaben bestimmt die
Position relativ zum fixen Empfänger. Durch die geringe Entfernung
zwischen fixen und beweglichen Empfänger sollten sich einige Fehler
eliminieren.
MfG Spess
@ Karl heinz Buchegger : aber ich habe ja keinen fixen punkt - bzw. nur einen 500 oder 1000m entfernten. Hätte ich so einen Punkt müsste ich ja die Koordinaten genau wissen und so die Abweichung vom GPS bestimmen? - hab ich das soweit richtig verstanden - und diese Differenz auf das bewegende Element anwenden. danke
wie schwer ist so ein "privates" GPS zu realisieren, da es eigentlich 1D ist bzw. wenn ich z.b. alle 1000m eine Stütze habe dort 2D, was bedeuten würde 2 sensoren mit abstand 1000m ein sensor 40m unter einem der anderen und das messobjekt in der mitte. wenn es jemand hilft kann ich auch eine Zeichnung erstellen.
Hi Nein. Du brauchst nur einmal den 'x-y'-Abstand zu bestimmen(oder ausmessen).Danach werden nur Differenzen benötigt. Was ist eigentlich ein Seilfeld( entschuldige die dumme Frage)? MfG Spess
Mätte T. wrote: > @ Karl heinz Buchegger : > aber ich habe ja keinen fixen punkt Doch, den hast du. Genau diese Rolle spielt dein 2.-ter GPS Empfänger. Der ist dein Fixpunkt. Im Grunde willst du doch nicht die absolute Position des sich bewegenden Empfängers wissen. Du willst nur wissen, welche Position der sich bewegende Empfänger in Bezug auf den fixen Empfänger hat. Also vergleichst du die Koordinaten der beiden Empfänger. Die Koordinaten-Differenz davon entspricht der linearen Distanz zwischen den beiden Enmpfängern. Und da man davon ausgehen kann, dass sich Messfehler, die durch die Sattelitengeometrie bzw. Signalspiegelungen etc. entstehen in beiden Empfängern auf die gleiche Weise bemerkbar machen, weichen beide Empfänger zur selben Zeit um den gleichen Fehler von der tatsächlichen Position ab. Da du aber die Differenz der Koordinaten nimmst, kürzt sich dieser Fehler wieder heraus und übrig bleibt die wesentlich genauere Distanz von einem Empfänger zum anderen.
Wie groß muss den Zeit- und Ortsauflösung sein? Du könntest ja auch 2 Referenzfunksensoren z.B. an der Aufhängung der Seile befestigen und dann triangulieren. Oder ein Drucksensor? Den Sensor selbst in ein längeres Rohr packen, um Windverwirbelungen wegzuhalten und zusätzlich irgendwo in der Nähe einen Referenzsensor plazieren, um die Wetterauswirkungen des Tages herausrechnen zu können...so in der Art. Du könntest auch mehrere Sensoren über der Seilmitte verteilen und die Ergebnisse jeweils untereinander auf Plausibilität prüfen.
hmm, X-Y Abstand ? ein Seilfeld ist ein von einer zur nächsten Stütze gespanntes Seil - und es bewegt sich in der mitte.
Du meinst sowas wie ne Seilbahn? Oder ne Überlandleitung? Oder blick ich das mit dem "Seilfeld" nicht - wieso Feld?
@ Karl heinz Buchegger: Das Problem mit dem fixpunkt ist das ich keine gute Möglichkeit habe den 2ten GPS Empfänder zu platzieren ( Seil über unwegsamen Gelände oder über Wasser ). Deshalb sagte ich, nächter Fixpunkt 500m Entfernte Stütze. @Gast: mit einem Drucksensor könnte man aber nur die Y Auslenkung bestimmen ( nach oben ), aber nicht die Querauslenkung, oder meinst du mit einem Staudruckrohr? die Zeitauflösung sollte so sein, dass sich eine Kurve zeichnen lässt, also mehr als 3 Werte bei Auslenkung in eine Seite. Die Ortsauflösung, natürlich umso genauer umso besser, aber im Centimeter-Bereich bis einem halben Meter oder so. @michael : heisst nur seilfeld, ist einfach nur die mitte eines gespannten seiles. mfg
Um mit GPS den Zentimeter zu erreichen, sind zwei Dinge erforderlich: Wie schon geschrieben wurde, muss ein Differential-GPS (DGPS) eingerichtet werden. Der stationäre Empfänger sollte so nahe wie möglich an dem zu vermessenden Punkt liegen, aber 1000m Abstand sind noch ok. Des Weiteren müssen beide GPS-Empfänger mit Trägerphasenauswertung ausgestattet sein. Bei guten Empfängern, wie sie in der Geodäsie eingesetzt werden, ist dies der Fall. Leider sind diese ein Stück teurer als Geräte aus dem Supermarkt. Ich habe gerade keine aktuellen Preise im Kopf, aber vor einigen Jahren wurde mir ein Preis von ca. 50000 Euro für ein Komplettsystem (zwei Empfänger, terrestrische Funkübertragung, Antennen und Zubehör) genannt. Sicher sind die Dinger mittlerweile aber eine ganze Ecke günstiger. Ohne Trägerphasenauswertung liegt die Genauigkeit mit DGPS unter günstigen Bedingungen bei etwa 0,5m.
Hi >Das Problem mit dem fixpunkt ist das ich keine gute Möglichkeit habe den >2ten GPS Empfänder zu platzieren ( Seil über unwegsamen Gelände oder >über Wasser ). Deshalb sagte ich, nächter Fixpunkt 500m Entfernte >Stütze. Na das recht doch. Abgesehen davon, geht es mir wie Michael. Wozu ist das Ganze? MfG Spess
Stimmt mit dem Drucksensor hat man nur eine Höhenangabe - hab ich vergessen. Aber vielleicht wäre das als Referenz ganz sinnvoll, um die Neigung eines Beschleunigungssensors auszukalibrieren? Von deinen Angaben zur Auflösung bin ich etwas verwirrt: Was heisst 3 Messwerte pro Seite? Meintest du vielleicht Sekunde? Das würde in meinen Augen hinkommen. Zur Ortsauflösung: Wenn dir bei einem Seil mit 500m Länge ein halber Meter Messgenauigkeit noch reicht um eine Kurve zu zeichnen, dann muss das Seil ja ganz schön heftig schwingen...wie schwer ist denn das Seil und welche Schwingungsamplituden und -frequenzen erwartest du denn? Falls es nur um die Durchbiegung geht ist vielleicht auch eine Dehnungsmessstreifenanordnung auf dem Seil sinnvoll?
Jetzt mal so ins Blaue: Du schreibst das Feld hat ne gewisse Masse und ist daher träge. Du schreibst weiterhin ein Drucksensor würde Dir nur die Y-Auslenkung (Höhe) geben. Das ist zunächst korrekt. Die Frage ist nun: Kann sich das Ding nach oben bewegen OHNE sich zur Seite zu bewegen? Wohl eher nein wenn es aufgrund seiner Masse träge ist. Wenn dem so ist dann kann das Ding seine Höhe nur durch ne seitliche Bewegung verändern. Da Du die Länge des Seils kennst und ebenso den Abstand zwischen den Masten (setze ich jetzt einfach mal voraus) kennst Du doch auch den tiefsten Punkt des Seils. Tiefer gehts nicht - und höher gehts nur wenn das Seil zur Seite ausschlägt. Einziges Problem: Du weisst nicht ob nach links oder nach rechts denn jede Höhe gibts eben genau zweimal. Einmal auf der linken Seite und einmal auf der rechten Seite. Das liese sich aber vielleicht irgendwie anders rausfinden. Z.B. mit nem zusätzlichen GPS dessen Daten Du nur dazu verwendest um herauszufinden wie das Seil schwankt (also von links nach rechts oder von rechts nach links). Habe ich da irgendwo nen Denkfehler? Grüsse Michael
ok, unter 1000m müsste man es schaffen, ist Trägerphasenauswertung unbedingt erforderlich? (50.000-eine Ecke) ist auch noch ein bisschen teuer ;) Habe einige Preise gefunden, als ich nach GPS Modul mit TPA suchte, bin mir aber nicht sicher ob das das richtige ist http://www.gis-gbr.de/index.htm?Info_Gis_GPS.htm~Info
Bin mir eben über die Schwingungsfrequenz und Amplituden noch relativ unklar. Das mit dem Drucksensor stimmt, aber der Drucksensor ist ja relativ ungenau und durch Seildehnung ( Erwärmung ) verändert sich die höhe auch. Das mit 3 Messwerte pro Seite war eine komische Angabe, aber denke 3 MW pro Sek. müssten reichen, da sich das System eh nicht schneller ändert.
> Habe einige Preise gefunden, als ich nach GPS Modul mit TPA suchte, > bin mir aber nicht sicher ob das das richtige ist > http://www.gis-gbr.de/index.htm?Info_Gis_GPS.htm~Info Die Genauigkeiten sind dort ja angegeben. Wenn das reicht ... Hier wird übrigens so ein "Zentimeter-GPS", wie ich mir das oben vorgestellt habe, gebraucht verkauft: http://cgi.ebay.de/2-GPS-EMPFANGER-LEICA-SR530-m-AT502-TR500-SATEL-3ASd_W0QQitemZ190230709283QQihZ009QQcategoryZ40485QQcmdZViewItem Scheint tatsächlich etwas billiger geworden zu sein ;-)
Mätte, lass doch mal raus, was das sein soll! Wenn Du selbst nichtmal weisst wie die Frequenz und die Amplitude ist - dann ist es für uns hier schwer Dir was zu raten weil evt. weit übers Ziel hinaus oder eben weit daneben weil zu ungenau. Also ich bräuchte ab diesem Zeitpunkt mehr Informationen (woher kommt denn auf einmal die Längung des Seils? Ist die so groß, dass sie nicht vernachlässigbar ist?) sonst ist alles Weitere Philosophie ;-) Grüsse Michael
ok, werde mal eine Zeichnung machen, bitte um ein bisschen Zeit. Die Längung des Stahlseils kommt durch Erwärmung und Abkühlung des Stahls. Werde die Zeichnung dann uploaden. @Yalu: Danke für den Link, aer auch dieser Preis liegt etwas auserhalb des Rahmen, da es mehrere Seilfelder gibt und auch mehrere solche Messinstrumente montiert werden sollten. danke
Angehängte Dateien:
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zeichnung.jpg
52 KB
so nun kommt noch die zeichnung, hat leider ein bisschen gedauert. 6 Stahlseile gespannt und werden mit Rahmen in gleichem abstand zueinander gehalten. Nun soll über den Sensor die Linie aufgezeichnet werden, die das Teil bei Krafteinwirkung zurücklegt ( oberes Bild ). Ob sich das System verschiebt und dreht oder nur seitlich verschiebt. Im unteren Bild sieht man den ungefähren Querschnitt. danke für eure hilfreichen Tipps. mfg
wie schwer ist ist es optisch das gewünschte herauszufilter ? also angenommen eine Kamera ist auf einer der Stützen und mit einem Teleobjektiv ausgestattet und "schaut" auf einen Laserpunkt in der Mitte des Seilfelds und zeichnet so die Kurve auf (kurve des LP). Das Problem waren eben Umgebungsbedingungen ( schwerer Sturm, starker Regen ) und Verschmutzung. Sind schon weitere Ideen bei der obigen Zeichnung aufgekommen oder ist sie nicht aussagekräftig ? danke mfg Mätte
Also, 3D Accel + 3D Magnetometer müßte wäre eine inertiale Möglichkeit, das zu messen. Wegen GPS, DGPS ist nicht mehr zu machen, es gab da mal ein Motorola GPS, welches die Korrektionsdaten rausgibt, ansonsten Sauteuer und nicht präzise. Module, welche RAW Date rausgeben, bekommt man schon ab 40 Euro, und mit Programmen kann man dann diese Raw-Daten zu Rinex umwandeln, die dann Postprozessiert werden können. Der Rest ist oben schon erklärt.
Hallo zusammen, vielleicht noch ein anderer Ansatz, was wenn man eine Mechanik mit einem Pendel ( oder besser Lot )unterhalb des Rahmens positioniert und die Auslenkung desselben bestimmt. Gruß Holger
@ Holger S. : Das Lot würde aber ja schwingen, denke ich mal, oder wie hast du das genau gemeint? @ Francesco Na: Wie meinst du DGPS ist nicht mehr zu machen? Du schreibst ja weiter unten, dass man aus den RAW Daten die Rinex Daten erzeugen kann und die dann Postprozessieren. Würde das gehen mit 2 so 40€ Modulen, wie hoch ist dann ungefähr die Genauigkeit? danke
> Wie meinst du DGPS ist nicht mehr zu machen? DGPS basiert auf RTCM Message type. Früher gab es ein einziges Motorola Oncore GPS Module, welcher imstande war, diese Message zu generieren. Ohne wirklich großen Aufwand ist kein DGPS mehr zu realisieren. Es gibt freie sowie Kommerzielle DGPS Broadcasts, die Genauigkeit ist da jedoch schlechter. Hier eine Liste von freien DGPS Broadcast Sendern in DE, ORT , Frequenz, Koordinaten, Reichweite. Groß Mohrdorf 308,0 54° 22’ N 12° 55’ E 285 Helgoland 298,5 54° 11’ N 07° 53’ E 285 Zeven 303,5 763 53° 17’ N 09° 15’ E 285 Iffezheim (Rhein) 293.5 48° 50' N 08° 07' E 225 Bad Abbach (Donau) 314.5 48° 56' N 12° 02' E 225 Mauken (Elbe) 313.5 51° 43' N 12° 49' E 225 Koblenz (Rhein) 302.5 50° 20' N 07° 38' E 225 Groß Mohrdorf 308,0 54° 22’ N 12° 55’ E 285 Helgoland 298,5 54° 11’ N 07° 53’ E 285 Zeven 303,5 53° 17’ N 09° 15’ E 285 Iffezheim (Rhein) 293.5 48° 50' N 08° 07' E 225 Bad Abbach (Donau) 314.5 48° 56' N 12° 02' E 225 Mauken (Elbe) 313.5 51° 43' N 12° 49' E 225 Koblenz (Rhein) 302.5 50° 20' N 07° 38' E 225 Je nach Entfernung könnte ich dir die erzielbare Auflösung sagen, sollte irgendwas zutreffen. Man braucht nur einen einfachen UKW empfänger sowie zwei op´s. (ca 5 Euro an Bauteilen), wobei die Genauigkeit im schlimmsten Falle 3 mt ist. > Du schreibst ja weiter > unten, dass man aus den RAW Daten die Rinex Daten erzeugen kann und die > dann Postprozessieren. Würde das gehen mit 2 so 40€ Modulen, wie hoch > ist dann ungefähr die Genauigkeit? Die Genauigkeit hängt von der Entfernung ab, bei einem Abstand von 1-2km ist die Genauigkeit unter 1mm, bei 30-50km ist sie 10-20cm. > > danke
hallo, was spricht dann gegen das letztere? 1mm ist ja fast schon zu genau ;) Ist das auch so genau, wenn ich keine Trägerphasenauswertung habe ? Also einfach 2 so Module und dann selbser die Differenz etc. berechnen - ist das möglich ? Eine fixe Basisstation fällt leider weg, da das System unabhängig und "mobil" sein sollte. danke, klingt sehr interessant das DGPS =) Mätte
Mätte T. wrote: > hallo, > > was spricht dann gegen das letztere? 1mm ist ja fast schon zu genau ;) Es gibt unterschiede, DGPS ist eine Realtime-Korrektur, hingegen Rinex ist Postprocessing, also im Nachhinein. > Ist das auch so genau, wenn ich keine Trägerphasenauswertung habe ? Im Prinzip ist es das, viele Module liefern Raw Daten, auch bis 20-50 HZ, welche dann in Rinex umgewandelt werden und Postprozessiert werden. > Also einfach 2 so Module und dann selbser die Differenz etc. berechnen - > ist das möglich ? Ja, wegen der Module, da mußt du vorher suchen, bez. Raw Daten sowie Konvertierung zu Rinex, ich kenne ca 20 solcher Module, sowie einige GPS Geräte, die das können bei einem Preis von 40-160 Euro. > > Eine fixe Basisstation fällt leider weg, da das System unabhängig und > "mobil" sein sollte. Für Postprozessing mit Rinex Daten brauchst du eine Referenzstation, welche statisch ist, sprich nicht bewegt wird. Das kann ein kleines Kästchen sein, das an einem Träger montiert wird, oder auch irgendwo nur deponiert und fixiert wird. > > danke, klingt sehr interessant das DGPS =) > > Mätte
Wie wäre es denn mit einer Triangulation über Ultraschall: 3 (oder 4 für eine 3D- Bestimmung) Ultraschallsender sitzen an festen Punkten- z.B. den Stützen und senden gerichtete synchronisierte Schallimpulse in Richtung auf einen Empfänger am Seil. Beispielsweise im Abstand von 100 ms. Der Empfänger bestimmt den Zeitabstand zwischen den Pulsen. Driftet der Empfänger auf einen Sender zu- und gleichzeitig von einem anderen weg, verändert sich die gemessene Zeitdifferenz zwischen den Pulsen. Die Orte konstanter Laufzeitdifferenzen liegen auf Hyperbeln (2D-Fall)bzw. Hyperboloiden (3D). Bestimmt man die Differenzen zwischen allen Senderpaaren kann man den Ort des Empfängers als Schnittpunkt der Hyperboloide bestimmen. Ebenso könnte man über den Dopplereffekt die Bewegungsgeschwindigkeit bestimmen. Falls die Reichweite des Ultraschalls nicht reicht, kann man auch elektromagnetische Wellen, z.B. Radar nehmen, nur wird die Zeitdifferenzmessung dann deutlich komplexer (Nano- statt Millisekunden). Gruss Mike
Hallo zusammen, Könnte man nicht eine Ultraschallortung verwenden? Man befestigt einfach in der Mitte des Seils einen Ultraschallsender mit ordentlich Lautsprecherleistung. An den Spitzen beider Masten und am Fußpunkt einer der Masten befestigt man Ultraschallempfänger. Sowohl Empfänger als auch der Ultraschallsender sind mit einer Leitung verbunden. In regelmäßigen Abständen wird die Leitung mit einem Puls beaufschlagt, welcher den Sender veranlasst zu senden und bei den Empfängern einen Timer triggert. Wenn das Ultraschallsignal beim Empfänger ankommt, wird der Timer gestoppt. Zum Schluss liegen 3 Zeitwerte vor, aus denen sich die Position ermitteln lässt. Das ganze Prinzip ist so einfach, dass es mit einem simplen AVR realisierbar wäre. Habe das Prinzip im Anhang EDIT: Ah Mike hatte eine ähnliche Idee. Gruß Jonny
@Jonny Obivan: Danke für die Zeichnung. Es geht natürlich in beiden Richtungen: Sender beweglich und Empfänger fest oder umgekehrt. Bei festen Sendern ist aber die Bündelung des Schalls z.B. per Hornstrahler in Richtung auf den Empfänger einfacher. Gruss Mike
Hallo Mike, Stimmt. Das leuchtet sein. Allerdings ist eine solche Messung auch ungenauer, da ich zu 3 unterschiedlichen Zeitpunkten 3 Messungen durchführen muss. Zwischen den Messungen verändert das Objekt ja seinen Ort. Allerdings ist diese Ungenauigkeit wohl zu vernachlässigen (eine Messung dauert ja nur wenige ms). Edit: Ist eine Ausrichtung dann wirklich einfacher? Wenn ich den Sender am Mast habe, kann ich den Sender ausrichten, aber den Empfänger nicht. Wenn ich den Sender in der Mitte habe, kann ich den Sender nicht ausrichten, dafür aber die Empfänger. Kommt das nicht auf dasselbe raus? Grüße Jonny
habe leider schlechte nachrichten fürs DGPS. Das System sollte auch unter schwersten Bedingungen funktionieren bzw. nur dort und ich denke dass man in einem Hurrican kein GPS mehr garantieren kann bzw. beim schwerem Sturm, dicken Wolken oder schwerem Regen. Die Idee mit Ultraschall finde gut, nur kann es sein, dass ich vom Fuss der Stütze keinen direkten Sichkontakt auf das Seilfeld habe, was die Messung stören bzw. nicht möglich machen würde, oder ? Ich könnte vielleich auch an den Stützen einen Ausleger nach links und rechts machen und dort die Sender / Empfänger befestigen. Wie siehts mit Ultraschall über so "weite" Strecke bei schwerem Regen aus? danke für die hilfe soweit Mätte
gps funktioniert sei es bei Wind, wie bei Regen, egal wie stark der ist. Ev. sollte man eine Helical Antenna verwenden, die man sich auch selbst anfertigen kann, damit bei Lageänderung die Satelliten nicht verloren gehen, wie z.B. bei patch-antennen das der Fall ist. Ultraschall funktioniert schon bei leichtem Regen nicht mehr. Weiters ist Ultraschall auch für Windgeschwindigkeiten Anfällig, sprich man kann damit gut Windgeschwindigkeiten messen, aber bei Abständen mit unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten sind diese nicht mehr korrekt.
ok, dann fällt Ultraschall aus. Funkioniert GPS wirklich mitten in einem Hurrican in einem abgelegenen Gebiet, auf Inseln im Pazifik z.b. - jedenfalls abgelegen - und bekommt man da noch ausreichend Satelliten für ausreichende Genauigkeit? Das System sollte speziell in solchen Fällen messen, also dafür ausgelegt sein. danke Mätte
Das kann man berechnen, oder auch einfach testen. Es gibt Zonen, wo es zu gewissen Zeiten nur wenige Satelliten gibt. Wie gesagt, 3D Accel + 3D Magnetometer , wobei die Magnetometer zur Positionsbestimmung und Accel-Drift Korrektur verwendet werden, ist eine Alternative.
Das kann man berechnen, oder auch einfach testen. Es gibt Zonen, wo es zu gewissen Zeiten nur wenige Satelliten gibt. Wie gesagt, 3D Accel + 3D Magnetometer , wobei die Magnetometer zur Positionsbestimmung und Accel-Drift Korrektur verwendet werden, ist eine Alternative. Wenn in Hurricans, dann kommen noch Gyros hinzu. Jedenfalls, Materialkosten ca 120 Euro in beiden Fällen, also nichts low cost.
Hallo, mal eine Frage: Kann man nicht über dem eigentlichen Seilfeld ein extrem stramm gespanntes, leichtes Referenzseil anbringen, dessen Position sich in einem Sturm nur minimal verändern kann?
@Jonny: Das Problem ist, das das Gerät auch Nachgerüster werden können sollte und über so große Strecken straff zu spannen ist nicht so einfach zudem geben die Stützen in Längsachse der Bahn leicht nach. @ Francesco Na: 120€ liegen gut im Budget. Wie genau sind denn die 3D Magnetometer? EIgentlich geht es nur um die Aufzeichnung der maximalen Auslenkung und der Neigung.
Die Magnetometer sind sehr genau, und auch schnell, ich betreibe sie mit 24bit ADC´s (MCU von Silicon Labs), jedoch auch mit 16bit (pwm + Komparator) bekommt man gute Ergebnisse, darunter kannst du es vergessen. Eine Möglichkeit, wie ich das vielleicht machen würde, einen Sender am Boden, oder besser noch am Masten, so ein billiges RF Modul, sowie ein Empfänger mit RDF Modul und drei Antennen. Damit detektiert man die Richtung des Signals, und erreichnet so die Auslenkung.
Nochmal zum Verständnis der GPS-Genauigkeit: Ist es richtig, dass die Ungenauigkeit der GPS-Messung ausschliesslich (oder zum weitaus größten Teil) aus der momentanen Anordnung der Satelliten kommt und nicht von irgendeinem HF-Analog-Voodoo im Gerät selbst? Wollte hierfür nur nochmal ein kurzes "jau" hören. :-) Danke.
i5013 wrote: > Nochmal zum Verständnis der GPS-Genauigkeit: > Ist es richtig, dass die Ungenauigkeit der GPS-Messung ausschliesslich > (oder zum weitaus größten Teil) aus der momentanen Anordnung der > Satelliten kommt und nicht von irgendeinem HF-Analog-Voodoo im Gerät > selbst? > > Wollte hierfür nur nochmal ein kurzes "jau" hören. :-) > Dank Jain, im Prinzip Ja. Angenommen man hat eine Deckung von 4 oder 3 Satelliten, bei 3 Satelliten muß man generell die aktuelle Höhe dem GPS vorgeben, sonst wird falsch gerechnet, dann gibt es eine große Fehlquelle, nähmlich die Ionosphäre. Genaugenommen gibt es noch eine, das Quarz im Empfänger. Ich fange mal mit diesem an, da es für dich wichtig ist. Diese Quarze müssen, um eine außreichende Genauigkeit zu haben, Temperaturkompensiert werden. Das geschieht automatisch, aber nur im für das Gerät vorgegebenen Temperaturbereich. Also aufpassen. Zur Korrektion der Ionosphäre wird in Militärischen Empfängern mit zwei unterschiedlichen Frequenzen gearbeitet, welche verschieden Verzögert werden, und so eine Korrektur möglich ist. Bei dem System mit dem Postprozessing wird einfach davon ausgegangen, daß sich der Referenz-GPS nicht bewegt, und die Differenz der Signale die besagte Korrektur ist, welche dann auf dem mobilen GPS übertragen wird, und so die aktuelle Position herausfiltert. Das ist ein anderes Prinzip, als die Trägerdifferenz-Amplitude. Hierbei wird ein GPS mit entsprechender Firmware benutzt, ein Clocksignal zu generieren, mit dem die anderen GPS´e gespeist werden. Es gibt diese Module, welche für das Timing optimiert sind, welche auch mit nur einem Satelliten ein hochgenaues Timing liefern kann. Dann werden 3 GPS Module, die alle mit der gleichen Firmware sowie Clock laufen, benutzt, inkl externem Resetgenerator, damit die Firmware bei allen auch exact gleich arbeitet. Nun kann man bei Verwendung der Raw Daten die Differenz der Trägerwelle herausbekommen, und somit die absolute Lage im 3D Raum, zusätzlich zu den Beschleunigungen und der aktuellen Position.
Magnetometer basieren bzw. messen das Magnetfeld der Erde und können so Ortsänderungen bestimmen. Hab grad folgendes im Wiki gelesen : "Magnetometer auf Basis von Bose-Einstein-Kondensaten (BEC-Magnetometer) mit einer Empfindlichkeit von 10^(-14) T sowie einer räumlichen Auflösung von 3 µm." Wie genau ist die Auflösung bzw. Genauigkeit eines Magnetometers wirklich ( 1. allgemein, 2. ein das man sich auch leisten kann ) ? Wie siehts da mit schwankungen des Erdmagnetfelds aus ? danke soweit Mätte
Hallo Mätte, schau dir das magnetometer example board von SI-Labs an. Kostet dich ca 15-20 Euro, wenn du es selbst aufbaust, was sowiso der Fall ist, SW ist ja auch dabei.
so bin zurück ;) wer vertreibt denn das board? bei SI-Labs find ichs nicht. wie genau ist denn so ein ding, oben steht ja was von 3um? danke Mätte
Digikey, aber auch Farnell oder direkt bei beim Hersteller im Webshop. Digikey 336-1165-ND, 72$ , aber außer der HW, ist alles downloadbar, um es auszuprobieren, ok, ansonsten mach es selbst, auch weil dir die Implementation nur begrenzt hilft. Du mußt nähmlich imstande sein, aufgrund der dynamischen Accelerometrischen Neigung das Magnetfeld zu errechnen und mittels Magnetometer zu verifizieren, oder umgekehrt. Würde dir einen Einkauf bei Sparkfun empfehlen, da der die benötigten Sensoren rel. preiswert anbietet. Die sind ein bisschen versteckt, weil die Seite die überteuerten Break-out Boards verkaufen will.
Digikey, aber auch Farnell oder direkt bei beim Hersteller im Webshop. Digikey 336-1165-ND, 72$ , aber außer der HW, ist alles downloadbar, um es auszuprobieren, ok, ansonsten mach es selbst, auch weil dir die Implementation nur begrenzt hilft. Du mußt nähmlich imstande sein, aufgrund der dynamischen Accelerometrischen Neigung das Magnetfeld zu errechnen und mittels Magnetometer zu verifizieren, oder umgekehrt. Würde dir einen Einkauf bei Sparkfun empfehlen, da der die benötigten Sensoren rel. preiswert anbietet. Die sind ein bisschen versteckt, weil die Seite die überteuerten Break-out Boards verkaufen will. Vergiss di von dir gefundenen Sensoren, die sind für diese Applikation nicht einsetzbar.
Falls das Seilfeld eine Stromleitung ist und falls Strom während der Messung durch die Leitung fließen muss, entsteht um die Leiter ein Magnetfeld. Das würde die Messung über das Erdmagnetfeld womöglich beeinflussen. Nur so ein Gedanke.
Durch die Leitung fließt kein Strom - würde ja nur beeinflussen wenn kein konstanter Strom fließt, oder ?
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