Forum: Offtopic Standardabweichung von Messreihen


von Jens M. (uhu_stic)


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Ich habe hier ein kleines Messystem für private Anwendungen (genauer 
gesagt für mein Auto) welches Beschleunigungssensoren und eine günstige 
GPS Antenne besitzt mit der Geschwindigkeit gemessen werden kann.
Da ich gerade einen Online Kurs mache, in dem es unter anderem um 
Sensordatenfusion geht, wollte ich als praktische Anwendung das 
Geschwindigkeitssignal aus GPS und das integrierte Beschleunigungssignal 
zusammenführen.
Zur Mathamtik und Programmierung habe ich einiges an Material 
durchgearbeitet, allerdings wird immer davon ausgegangen, dass man die 
Standardabwichung/Varianz des Messsystems kennt.
Jetzt ist meine Frage wie ich diese bestimmen kann!
Die Geschwindigkeit im Auto schwankt ja ständig (wenn auch minimal), 
daher wäre es ja sinnlos von einer Messreihe Mittlwert und Abweichung zu 
bestimmen, oder?

Für Tipps bin ich dankbar!

von Ibram G. (ibram)


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Aus Mittelwert und Abweichung gewinnt man Informationen über die 
Genauigkeit der Messreihe.  "Die Geschwindigkeit im Auto schwankt ja 
ständig (wenn auch minimal)" beeinflusst eben auch die Genauigkeit 
Deines Ergebnisses:
Selbst wenn die Messung im Augenblick der Messung total hochpräzise 
wäre, ist das Ergebnis z.B. nur im Rahmen der Schwankungen der 
Autogeschwindigkeit geeignet, daraus abzuleiten, wieviel Zeit man bis 
zum Ziel braucht.

Zusammengefasst: Die von Dir benannten Schwankungen gehen als 
zusätzliche Fehler in die Standardabweichung/Varianz in die Messung ein 
und vergrößern diese.

Tarik

von Purzel H. (hacky)


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Das Ganze ist etwas komplizierter. Du moechtest die Signale des 
Beschleunigungssensors integrieren, sodass die Geschwindigkeit 
rauskommt. Dazwischen steht eine multiplikative Konstante, die du nicht 
kennst. Das GPS ist zudem gesampelt. Also sammle nun Daten. Zeiche 
gleichzeitig die Beschleunigungen, sowie die GPS Daten auf. Dann 
versuche mal die Geschwindigkeit des GPS und die Position des GPS 
aufeinander zu bringen, durch integration der Geschwindigkeit. Passt ? 
Dann integriere den Beschleunigungssensor und vergleiche mit der GPS 
Geschwindigkeit. Allenfalls kann man den Integrationsmultiplikator mit 
einem RMS Fit bestimmen.

von Jens M. (uhu_stic)


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So richtig helfen mir die Antworten leider noch nicht weiter, vermutlich 
habe ich mein Fragestellung nicht richtig geschildert.
Die Integration der Beschleunigungssensordaten ist kein Problem. Die 
Geschwindigkeitsverläufe, einmal Integriert auch Beschleunigungssensor 
und einmal direkt aus GPS, sehen sehr ähnlich aus.
Ich wollte wollte jetzt versuchen, die Genauigkeit zu verbessern in dem 
ich beide Geschwindigkeitsverläufe kombiniere z.B. wie in 
https://en.wikipedia.org/wiki/Sensor_fusion unter Example beschrieben.
Ich habe leider nur keinen blassen Schimmer, wie ich die "noise 
variances" bestimmen kann.

Vielen Dank schonmal.

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