Hallo zusammen,
kann ich mit einem MPU6050 die Geschwindigkeit eines Fußballes messen?
Ich würde den Sensor+Arduino gerne in einem Stoffball integrieren und
dann die Daten über Wifi messen..
Ich bin noch sehr neu in dem Thema. Die Frage an euch: Ist dies
überhaupt möglich, oder benötige ich einen anderen Sensor?
Danke euch!
Hi
der MPU6050 kan +-16g Beschleunigung. Wie stellst du dir das
"Beschleunigen" des Fussballs vor? 16g ist nicht viel. Und
Beschleunigung ist nicht Speed. Da steht dann noch Rechenarbeit an. Aber
die 16g sind wohl der Knackpunkt.
Gruß
Gerhard
Hallo Julian,
direkt messen geht nicht, da der Sensor ein Beschleunigungssensor ist.
Du kannst zwar über die Beschleunigung theoretisch die Geschwindigkeit
ausrechnen, allerdings sollte hierzu eine hohe Samplerate gewählt sein,
hinzu kommt die Rotation des Balls.
Ebenfalls fraglich ist ob die Beschleunigung, die ein Fußball erfährt
überhaupt in den Messbereich des Sensors fallen.
Ich habe ihn auch für die Vermessung der Bewegung eines Pferdes
verwendet (hier war die Beschleunigung der interessante Part),
allerdings gepaart mit einer Videoanalyse zur Verifizierung der Werte.
Aufgrunddessen, dass es heute viele Kameras (Auch in Smartphones) gibt,
welche eine hohe Framerate verwenden können würde ich zu einer
Videoanalyse raten um zunächst einmal die zu erwartenden
Beschleunigungswerte grob abzuschätzen und dann einen passenden Sensor
zu suchen oder gleich bei der optischen Analyse zu bleiben.
Zum Beispiel bietet sich die Freeware Kinovea an, diese arbeitet auch
gut mit induestriellen USB-Kameras zusammen und kann vor Ort direkt
ausgewertet werden.
LG
Franko P. schrieb:> Hi> der MPU6050 kan +-16g Beschleunigung. Wie stellst du dir das> "Beschleunigen" des Fussballs vor? 16g ist nicht viel. Und> Beschleunigung ist nicht Speed. Da steht dann noch Rechenarbeit an. Aber> die 16g sind wohl der Knackpunkt.> Gruß> Gerhard
Danke für die schnelle Rückmeldung.
Ich würde den Ball aus dem Stand schießen..
Kann der Sensor das auswerten?
Rechenarbeit wäre ja nicht das Problem.
Gruß Julian
Hallo,
so wie du dir das vorstellst, wird das der MPU6050 nicht können und
schon gar nicht, wenn man nicht die DSP-Software zum Laufen bekommt, die
es optional noch gibt. Auf die Geschwindigleit könntest Du nur indirekt
über die Beschleunigung schließen durch Rechnung. Aber Geschwindigkeit
kann er nicht direkt messen.
mfG
Julian K. schrieb:> Ich würde den Ball aus dem Stand schießen..> Kann der Sensor das auswerten?
Eher nicht. Du bist zwar vermutlich kein Profi, von denen einer lt.
Wikipedia über 200km/h Ballgeschwindigkeit beim Freistoß erreicht hat,
aber 100km/h dürfte jeder halbwegs trainierte Spieler locker überbieten.
Und nun rechne doch einfach mal überschlägig aus, welche Beschleunigung
wirken muss, um diese Geschwindigkeit zu erreichen. Dazu mußt du
eigentlich nur wissen, wie lange der Fuß beim Schuß Kontakt mit dem Ball
hat. Schau dir ein paar Videos von Fußballspielen an und du wirst
erkennen, dass das weniger als zwei Videoframes sein müssen, also unter
40ms.
> Rechenarbeit wäre ja nicht das Problem.
Na dann: leg' los.
Grob geschätzt dürfte der Ball Beschleunigungen von 100G oder mehr
ausgesetzt sein. Und selbst wenn das hoch gegriffen ist sind es dennoch
deutlich mehr als 16G. Wenn wir dann mal annehmen du hättest einen
Sensor, der das gewünschte messen kann, musst du das immer noch
mathematisch zusammenbringen. Theoretisch müsstest du die Beschleunigung
einfach integrieren. Praktisch wird sich der Ball nicht nur
translatorisch bewegen, sondern auch rotatorisch um eine oder mehr
seiner eigenen Achsen. Demnach müsstest du wissen welch Komponente der
Beschleunigung gerade interessant ist. Das bekommst du theoretisch aus
der Drehrate die der Sensor ja auch messen kann, aber auch hier müsstest
du erst einmal die Position bestimmen. Dazu kommt die limitierte
Bandbreite des Sensors die vermutlich viel zu gering ist, als das dort
sinnvolle Messwerte rauskommen. Ich habe nicht ins Datenblatt geschaut
aber schonmal damit gearbeitet und das waren irgendwas um die 1KHz für
die Updaterate und eine deutlich niedrigere Frequenz des internen
Filters (200 bis 300Hz).
Alles in allem würde ich sagen das es allein von der Datenverarbeitung
alles andere als trivial ist. Selbst wenn man einen Sensor findet, der
die benötigten Daten liefert, wird es da vermutlich ehre nicht mit
einfacher Integration getan sein.
Kevin M. schrieb:> Grob geschätzt dürfte der Ball Beschleunigungen von 100G oder mehr> ausgesetzt sein.
Nein, die Bälle sind ja relativ elastisch, müssen sie sein, weil auch
Fußballerfüße ihre biologischen Grenzen haben. 100g ist völlig
illusorisch, da würden die Sportler reihenweise mit Vielfach-Frakturen
vom Platz getragen werden...
Julian K. schrieb:> kann ich mit einem MPU6050 die Geschwindigkeit eines Fußballes messen?> Ich würde den Sensor+Arduino gerne in einem Stoffball integrieren und> dann die Daten über Wifi messen..
Dieser Weg ist nicht erfolgversprechend, weil die üblichen Sensoren
nicht die Kombination aus Genauigkeit, Messbereich und
Abtastgeschwindigkeit haben. Außerdem kannst Du ja nicht direkt die
Geschwindigkeit messen, sondern nur indirekt über die Beschleunigung.
Andere Messmethoden wie z.B. Radar oder kamerabasierend sind da
einfacher zu realisieren und genauer.
fchk
> Nein, die Bälle sind ja relativ elastisch [..]
Elastizität und (mittlere) Beschleunigung haben genau garnix miteinander
zu tun.
> 100g ist völlig illusorisch
Geschwindigkeiten jenseits von 100km/h und Ballkontakt in der
Größenordnung von 20ms sind durchaus realistisch. Das macht dann grob >
140g.
Ob der FO das hinbekommt sei mal dahingestellt, Tatsache ist dass ein
Beschleunigungssensor mit einem Limit von etwa 16g nur für Kleinkinder
geeignet ist.
c-hater schrieb:> 100g ist völlig illusorisch, da würden die Sportler reihenweise mit> Vielfach-Frakturen vom Platz getragen werden...
100 g · 0,43 kg = 422 N
Diese Kraft wirkt nur kurzzeitig, nur teilweise auf die Knochen des
Spielers und hauptsächlich als Druckbelastung auf die Fußknochen. Da
bricht garantiert nichts.
Ich würde sogar behaupten, dass die 100 g schon ein Gelegenheitsspieler
schafft.
Danke euch schon mal für die vielen Infos!
Wäre es denn möglich mit dem Sensor die Kraft zu messen, die auf den
Ball wirkt wenn man schießt?
Sorry fange grade erst an mit diesem Thema :D
Julian K. schrieb:> Danke euch schon mal für die vielen Infos!>> Wäre es denn möglich mit dem Sensor die Kraft zu messen, die auf den> Ball wirkt wenn man schießt?>> Sorry fange grade erst an mit diesem Thema :D
nicht mit dem Sensor. Aber auch das ist doof. Wenn Du die
Geschwindigkeit messen willst, solltest Du das direkt machen. Je mehr
Umwege, desto ungenauer.
fchk
Hallo,
vielleicht kannst Du ein eindimensionales Demonstrationsmodell aufbauen,
das aus einem kleinen Wagen auf einer und Schiene besteht. Darauf
befestigst Du einen Schaumstoffball oder Klotz, der von oben her einen
definierten Schlag bekommt von einem drehbar aufgehängten Arm. Am Wagen
befestigst Du einen Datenlogger mit dem Beschleunigungssensor. Den
kannst Du dann direkt, mit IR-Licht oder über Funk, Akusikkoppler, oder,
oder auslesen. Brauchst halt einen ganzen Tisch und Platz dazu, aber das
wäre ja das geringste Problem...
Später bewirbst Du Dich dann bei Elon Musk.
MfG
Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.
Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!
Groß- und Kleinschreibung verwenden
Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang
Announcement: there is an English version of this forum on 
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschalten