Geschwindigkeit messen

[Shaav]

Moin moin,
Ich möchte die Geschwindigkeit meines Pi im Raum messen, allerdings ohne den Einsatz von GPS. Ich habe mir vorgestellt für diesen Zweck die Daten von Beschleunigungssensoren auszulesen. Funktioniert das? Sind die Sensoren präzise genug damit dies auch über einen längeren Zeitraum ohne große Abweichungen funktioniert?

 

[FranzvonAssisi]

Hängt vom Sensor ab. Es gibt sehr genaue, aber günstige sind selten genau

 

[Smily]

Bitte genauer, was genau gemessen werden soll. Wie lange und wie bewegt es sich. Und wie genau brauchst du es?
Angenommen, du schraubst dir so einen Sensor an den Arm und läufst. Dann bewegst du dich vorwärts, klar. Aber durch die Schritte auch nach unten/oben. Und das misst der Sensor mit!
Jede Erschütterung wird gemessen und macht dir dein Ergebnis ganz schnell unbrauchbar.

 

[Shaav]

Ich würde gerne meine eigene Geschindigkeit beim Skifahren messen wollen, da die GPS-Werte in den Bergen reichlich ungenau sind. Den Raspi würde ich dann im Rucksack haben, zusammen mit einer Powerbank damit der auch autark arbeiten kann.
Die Messung sollte mindestens über eine Minute sehr genau sein, länger wäre natürlich besser.

Vom Problem mit den Erschütterungen habe ich schon gehört, verstanden jedoch nicht. Anhand der gemessenen Werte müsste ich doch einen Punkt im Raum ermitteln können und aus der Entfernung zweier Punkte die Geschwindkeit zwischen beiden. Wo ist hier das Problem?

Sollte dies dennoch ein Problem sein, könnte der Raspi auf theoretisch auf einem Gimbal positioniert werden. Den würde ich mir früher oder später eh holen da meine GoPro-Aufnahmen beim Skifahren , abgesehen von Freihandaufnahmen, schon teils heftige Verwackler haben.

 

[Smily]

Das der Beschleunigungsmesser nicht weiß, und es ihm auch egal ist, in welche Richtung er beschleunigt wird. Du bewegst dich den Berg runter, auch das ist eine Beschleunigung. Und du fährst vorwärts, und du fährst einen kleinen Hügel wieder hoch.
Also 30 km/h den Berg runter, und mit 5kmh näherst du dich dem Erdkern (einfach mal Zahlen geraten). Das macht dann 35 kmh und schon ist es falsch. Dazu kommen die Erschütterungen!
Auch der Sensor wird dann ja (abhängig wie du ihn montiert hast) in unterschiedlichen Positionen gehalten. Er kann also nicht unterscheiden, ob vorwärts oder unten.

Und das addiert sich ganz schnell. Und da du ja wissen willst wie schnell du bist, wäre eine Abweichung von 10km/h ja schon richtig blöd.

Anhand der gemessenen Werte müsste ich doch einen Punkt im Raum ermitteln können und aus der Entfernung zweier Punkte die Geschwindkeit zwischen beiden.

Moment, woher hast du die Entfernung, du sagtest ohne GPS ?
Denn wenn du GPS und Beschleunigungssensor kombinierst und die Werte gegeneinander rechnest, dann sieht das Ergebnis gleich besser aus!
Aber wie man das auseinander rechnet, keine Ahnung, sorry.

 

[micjun18]

denke allein vom physikalischen wird es schwer. weiß ja nicht was für ein gimbal du anschaffen willst ...jede Bodenwelle und jede Erschütterung wird dir heftige Beschleunigungswerte liefern. dann hast du noch die seitwärtsbeschleunigungen wenn du kurven fährst ...das alles müsste irgendwie ausgeglichen werden ...klingt ziemlich unmöglich

Ergänzung (3. Mai 2016)

dann bau dir lieber ne mobile Lichtschranke ...dann kannst du an einem punkt die Geschwindigkeit ziemlich genau messen

 

[Shaav]

Ich glaube mit 30Km/h kommst du bei weitem nicht hin Es sind eher 50-100Km/h und eine höhere Abweichung als 1-2Km/h sind nicht tollerierbar.

Gegen die Drehung könnte man doch so ein Gyroskop verbauen, oder? Beide Sensonren zusammen müssten doch Lage und Beschleunigung des Pi erfassen können, und damit die richtige Geschwindigkeit ermitteln können. Das klingt zwar nach eine Menge Aufwand, aber wäre es möglich?

Moment, woher hast du die Entfernung, du sagtest ohne GPS ?

Beschleunigungswerte x Dauer der Beschleunigung. Diese Werte dann ich sage mal, alle 1ms erfassen, summieren und dann alle paar hundert ms ausgeben.

 

[Smily]

Ja, alle Beschleunigungen addieren sich und das Ergebnis wird unbrauchbar. Das rausrechnen ... eigentlich unmöglich.
Am Besten ist tatsächlich, wenn du Weg und Zeit hast. Nur halte ich es für unmöglich, unten an der Skihütte deine Lichtschranke aufzubauen, hochzufahren und dann zur Schranke zu fahren. Denn ich wette, da fährt vor dir jemand durch .

 

[micjun18]

damit weiß der pi immernoch nicht ob du stehst oder dich mit gleicher Geschwindigkeit fortbewegst....

Ergänzung (3. Mai 2016)

Ja, alle Beschleunigungen addieren sich und das Ergebnis wird unbrauchbar. Das rausrechnen ... eigentlich unmöglich.
Am Besten ist tatsächlich, wenn du Weg und Zeit hast. Nur halte ich es für unmöglich, unten an der Skihütte deine Lichtschranke aufzubauen, hochzufahren und dann zur Schranke zu fahren. Denn ich wette, da fährt vor dir jemand durch .

das sollte egal sein ...sonst vielleicht noch mit nem rfid Transponder kombinieren

Ergänzung (3. Mai 2016)

ich hatte mal ne Pulsuhr die konnte die geschwindkeit annähernd über den höhenmeter bestimmen ...aber keine Ahnung wie genau das war ...größenordnungsmäßig erschienen die werte relativ plausibel.

 

[Smily]

Es sind eher 50-100Km/h und eine höhere Abweichung als 1-2Km/h sind nicht tollerierbar.

Dann vergiss es, so genau wirst du es niemals bekommen. Wenn es so genau sein muss, dann wirklich nur mit genauer Strecke und 2 Lichtschranken.
Oder da fahren, wo das GPS gut ist .

Bin bisher 1x Snowboard gefahren in einer Skihalle (Bottrop). Bei der dritten Abfahrt... ging das wohl, nachdem ich bei ersten Mal wohl 30 Minuten bis nach unten gebraucht habe. War bestimmt 20km/h schnell, die Panik im Gesicht und froh, als es unten flach wurde.
Du sprichst hier also mit einem Snowboardprofi .

 

[WhyNotZoidberg?]

klingt spannend, aber nicht nach einer aufgabe für nebenbei

gibt doch zig apps, die die geschwindigkeit messen. oder wie micjun18 meinte, pulsuhr&co

 

[Shaav]

damit weiß der pi immernoch nicht ob du stehst oder dich mit gleicher Geschwindigkeit fortbewegst....

Aber wenn ich nach einer Beschleunigung wieder zum Stillstand komme, muss es doch vorher eine negative Beschleunigung in der Gegenrichtung geben.


Die Idee mit der Lichtschranke finde ich nicht sonderlich interessant. Die misst ja nur an einem einzigen Punkt.

gibt doch zig apps, die die geschwindigkeit messen. oder wie micjun18 meinte, pulsuhr&co

SkiTracks kann ich empfehlen. Die wohl beste App für diesen Zweck. Wirklich genau ist die aber nicht.

 

[the_ButcheR]

Wie soll man den die Geschwindigkeit mit einem Beschleunigungssensor überhaupt messen? Bei einer gleichförmige Bewegung hat die Beschleunigung zu jeder Zeit den Wert 0. Wie micjun18 schon gesagt hat ist Stillstand oder eine gleichförmige Bewegung für den Beschleunigungssensors genau das Gleiche.


MfG

 

[Sahit]

kannst du glaub ich alles vergessen. Entweder du lebst mit der Ungenauigkeit von GPS oder du kaufst z.B. ne Radarpistole http://www.amazon.de/Bushnell-BUSHN...8&qid=1462266936&sr=8-1&keywords=radarpistole
Wie willst du das auch sonst machen.

 

[NOTAUS]

Und warum kann man das nicht mit einer Stoppuhr messenund errechnen, wenn die Streckenlänge bekannt ist?

 

[Gajel]

Über 100 km/h sind locker drin ... macht schon Spass wenn man ein Berg mit 120 km/h runter ballert. Leider ist der letzte Trip schon etwas her.

 

[Foehammer]

Weil er den Topspeed will und nicht Durchschnittsgeschwindigkeit.
Es gibt Chips, die 3-Achsen-Accelerometer und 3-Achsen-Gyroskope verbaut haben. Daraus kann man sich unter anderem Lagewinkel berechnen aber auch Geschwindigkeiten - aber das ist dann ziemlich krasse Mathematik. Störungen wirst du ohne Ende drin haben, da helfen eventuell Kalman Filter, um die Signale halbwegs brauchbar hinzubekommen.
Die Geschwindigkeit lässt sich aus den Beschleunigungswerten integrieren, die Lagewinkel helfen herauszufinden, wohin die Beschleunigung gezeigt hat. Eventuell findest du Beispiele im Bereich der Multikopter ("Drohnen").

Wesentlich einfacher wären allerdings wirklich 2 Lichtschranken, die von einem Helfer (der gleichzeitig den Bereich sichert) scharfgestellt wird. Klar, misst nur den Speed an einer Stelle... aber ich würd mir den Aufwand nicht antun

 

[Shaav]

Wow, vielen Dank für dieses ganze Feedback,
Also wenn ihr sagt am Ende kommt dabei eh nur Grütze raus, dann spare ich mir den Aufwand wohl besser.

Wie von einigen bereits richtig erkannt möchte ich nicht nur an einem Punkt meine Geschwindigkeit oder die Durchschnittgeschwindigkeit ermitteln, sondenr am liebsten zu jeder Zeit die Geschwindkeit. Von daher fällt die Lichtschranke weg.

 

[micjun18]

...oder mach dir ne cm-Markierung auf dein Board/Ski, Filme das und dann kannst du über die Distanz die ein schneekrümel pro Frame zurückgelegt hat die Geschwindigkeit bestimmten ...musst du dann zwar für jeden Frame einzeln per Hand machen ...aber es wäre kontinuierlich

 

[Shaav]

Ein sehr interessanter Ansatz
Aber ich schätze mal dafür bräuchte ich mindestens eine 1080p Auflösung und 120FPS (bei 70km/h), also 1 Frame je 16cm. Das schafft meine Hero2 leider nicht