Hallo zusammen, im folgenden handelt es sich um die Entwicklung eines Konzepts und eine Machbarkeitsstudie. Ich möchte mit Hilfe von zwei getrennten Sets an Beschleunigungs- und Gyrosensoren (+ evtl Magnetfeldsensoren) eine Relativbewegung zweier frei im Raum beweglicher Körper detektieren. Die Körper sind über ein Stangensystem miteinander verbunden und sollten sich eigentlich nicht bewegen. Trotzdem kann es dazu kommen, wenn das System von außen beeinflusst wird (Stöße, Temperaturänderungen, ..). Daher als Annahme zwei frei bewegliche Körper. Durch die Sensoren soll ermittelt werden 1) ob sie sich überhaupt relativ zueinander bewegen (zB: durch äußere Einflüsse auf das System, durch zB anstoßen) 2) wieviel und in welche Richtung/welchen Winkel sie sich zueinander bewegt haben Komplizierterweise kann es sich um langsame "Kriechbewegungen" oder eben um impulsive Stoßbewegungen handeln. Interessant sind für mich eher kleine Bewegungen zwischen 0 und 10 mm. In erster Linie würde mich eure Erfahrung mit dieser Art von Sensoren für kleine und eventuell langsame Bewegungen interessieren. Ich weiß, dass langsame Bewegungen eher schwierig zu messen sind und der Fakt, dass mich vor allem kleine Relativverschiebungen und -drehungen interessieren, macht es nicht einfacher. Erfahrungen aus früheren Projekten mit Smartphone-Sensorik hat - vor allem für die Beschleunigungssensoren, weniger für die Gyrodaten - recht genaue Ergebnisse geliefert, allerdings nur für schnelle und größere Bewegungen. Ich bin für jede Art von Erfahrung dankbar, gerne auch mit konkreten Beispielen oder Hardware angaben. Vielen Dank, Robert
Hallo nochmal, anscheinend kann niemand etwas zu diesem Thema sagen?! Hat vielleichtt jemand Erfahrung mit Messen von langsamen Bewegungen mit Beschleunigungs- und Gyrosensoren? Wenn ich davon ausgehe, dass mein Setup stationär ist und sich (eigentlich) nicht bewegt, kann ich doch mit dem 3-Achsen Acc dessen Koordinatensystem-Ausrichtung zur Schwerkraftachse berechnen und diese in regelmäßigen Abständen überprüfen ob und wieviel sie sich verändert hat. Ist diese Annahme korrekt? Danke für eure Ideen und Beiträge, Robert
Robert W. schrieb: > Hat vielleichtt jemand Erfahrung mit Messen von langsamen Bewegungen mit > Beschleunigungs- und Gyrosensoren? Es ist der Horror > Wenn ich davon ausgehe, dass mein Setup stationär ist und sich > (eigentlich) nicht bewegt, kann ich doch mit dem 3-Achsen Acc dessen > Koordinatensystem-Ausrichtung zur Schwerkraftachse berechnen und diese > in regelmäßigen Abständen überprüfen ob und wieviel sie sich verändert > hat. Ist diese Annahme korrekt? theoretisch. Aber du kennst den Unterschied zwischen Theorie und Praxis? Der beginnt schon mal damit, dass es keine idealen Sensoren gibt und es sowas wie 'rauschen' gibt. Hast du schon mal in Richtung "Interferenz" gedacht? Lichtstrahl, der bei A erzeugt wird er wird gesplittet, der eine Teil geht zu einem Spiegel nach B. Der zurückkommende Strahl wird mit dem anderen Teil des gesplitteten Strahls zur Interferenz gebracht. Das Intereferenzmuster ist auf Abstandsveränderungen sehr sensibel.
Ich habe dazu mal einen Hersteller von IMU Sensoren/Systemen angeschrieben. Sie sagten mir, dass langsame Bewegungen (zum Beispiel durch herumtragen) mit keinem ihrer Produkte erfasst werden können. Man muss dabei bedenken, dass es hierbei um Änderungen der Beschleunigung in Größenordnungen unter 0,01G geht, die sehr fein abgestuft erfasst werden müssten. Er darf auch durch Beschleunigungen über 1G (Erdanziehung) nicht übersteuert werden. Dazu bräuchte man einen A/D Wandler mit weit mehr als 16 Bit und einem Rauschpegel, sowie Temperatur-Drift, der entsprechend gering ist. Das Vorhaben kannst Du vergessen. Es sei denn, Du bis Millionär.
Hallo Karl, kannst du eine auf Erfahrung basierende Einschätzung machen, welche Winkeländerungen messbar sind. Also wenn man die Rauschschwelle abzieht? Hängt bestimmt viel von Hard- und Softwarefilterungen ab, aber eine Orientierungswert wäre sehr hilfreicht. Danke.
Hallo Stefan, leider bin ich kein Millionär :D Danke für einen Beitrag
Robert W. schrieb: > Hallo Karl, > > kannst du eine auf Erfahrung basierende Einschätzung machen, welche > Winkeländerungen messbar sind. Das Problem sind nicht so sehr die absoluten Größen, sondern dass sich die Fehler akkumulieren.
Meinst du den Drift? Was ist, wenn ich die Beschleunigungswerte gar nicht integriere, sondern nur hernehme, um die Orientierung des ACC-Koordinatensystems im Raum zu bestimmen und dann zu verschiedenen Zeitpunkten vergleiche? Also: t=0: Winkel alpha = Winkel X-Achse zur Schwerkraftachse Winkel beta = Winkel Y-Achse zur Schwerkraftachse Winkel gamma = Winkel Z-Achse zur Schwerkraftachse t=1: (das gleiche nochmal) Winkel alpha1 = Winkel X-Achse zur Schwerkraftachse Winkel beta1 = Winkel Y-Achse zur Schwerkraftachse Winkel gamma1 = Winkel Z-Achse zur Schwerkraftachse delta_alpha = alpha1-alpha delta_beta = beta1-beta delta_gamma = gamma1-gamma --> Schwellwert (dynamisch?) definieren, dessen Überschreiten eine Relativbewegung bedeutet. t=2: ... usw... Es gibt natürlich Sonderfälle, zB kann eine reine Drehung um die Schwerkraftachse nicht gemessen werden.... Aber als erster Indikator einer Verschiebung?
Auseinanderbewegung von zewi Punkten aufgrunde von Temperaturänderungen mit Beschleunigungssensore messen? Was hast du denn geraucht? Hast du schonmal berechnet, wie groß die Beschleunigung ist? Das sind µG! Wie groß ist denn der Abstand zwischen den zwei Punkten minimal und maximal? Wie teuer darf das Projekt werden? Wie große Geräte darfst du verbauen? Was gibt es sonst für Einschränkungen? Evtl. kannst du mit einem Lautsprecher und einem Mikrofon die Laufzeit von (Ultra-)Schallpulsen messen.
Die Punkte sind maximal einen halben Meter auseinander und wie gesagt über ein Stangensystem verbunden. Da einer der Punkte eingespannt wird, könnte er theoretisch im Laufe der Zeit verutschen. Das wäre dann die langsame Bewegung. Es soll aber auch festgestellt werden, wenn eine Person durch Unvorsichtigkeit gegen den Aufbau stößt und es so zu Relativverschiebungen kommt. Das sind dann größere Beschleunigungen, die gut messbar sein sollten. Mit der Mikrofon-Lautsprecherlösung kann ich aber nur die reine Entfernung messen, nicht die Orientierung zueinander. Der eine Punkt könnte sich also im gleichen Radius um den anderen bewegen ohne dass es messbar ist. Trotzdem Danke für die Anregung!
Ultraschallkoppler in die auf den Armen anbringen. Für jede richtung ein Paar. Über den Dopplereffekt (Frequenzveränderung) ...
Naja mußt halt mal rechnen ob das möglich wäre (welche Ultraschallfrequenz z.B. 10MHz). Dann kommt noch hinzu luftbewegung bzw. Luftdruckveränderung und verwirbelungen, Teperaturveränderungen, Schallwellen die Druckveränderungen der Luft auf kleinen Raum verursachen also Kopression von kleinen Luftarealen durch Schall. Muß also gekapselt sein gegen ... ALLES. Und die Frequnz muß sehr hoch sein. Der detektor muß sehr empfindlich für Frequenzveränderungen sein. Interferrometer mit Laser wäre wohl einfacher ...
Kämen vielleicht die guten alten Dehnungsmessstreifen in Betracht?
Mit DMS würde es sehr schwierig werden, da die Punkte doch relativ weit auseinander liegen und das Stangensystem mehrere (fixierte) Gelenke hat.
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