Was sind 9 Freiheitsgrade in der Robotik?

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Ich habe auf SparkFun ein Modul gefunden , das Bewegungen in 9 Freiheitsgraden (DOF) erkennt. Mir sind nur 6 DOF bekannt: Verschiebung in X-, Y-, Z-Richtung und Drehung um die X-, Y- und Z-Achse. Was sind die anderen drei?

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Ich bin mir bewusst, dass es Roboter mit mehr als 6 DOF gibt, aber in diesen hat jedes Segment nur maximal 6 DOF. Die menschliche Hand (einschließlich Handgelenk) hat 23 DOF.

sensor

— stevenvh
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Bitte verwenden Sie keine Unterschrift.

— Kortuk

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@Stevenvh, ich habe dich nur informiert, weil ich es viele Male bearbeitet habe. Unterschriften sind nicht erlaubt, aber ich verstehe, dass Sie sie machen wollen.

— Kortuk

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@ Ralph, es tut mir leid, wenn Sie sich anders fühlen. SO hatte eine sehr große Diskussion. Wenn Sie eine Frage mit 4 Antworten haben und jeder eine kleine Signatur hinzufügt, erhöhen Sie die Länge der Seite erheblich. Und was fügt die Signatur hinzu? Ich bin der Regelerzwinger, es tut mir leid, wenn Sie sie nicht mögen. Jeder Beitrag wird vom Benutzer mit seinem Namen und seiner ID signiert. In Ihrem Profil können Sie Informationen zu Ihrem spezifischen Hintergrund veröffentlichen. Durch das Signieren verdoppeln Sie den Platzbedarf pro Seite. Ich würde dies gerne im Chat diskutieren, wenn Sie noch Bedenken haben.

— Kortuk

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@Stevenvh, ich versuche höflich zu sein, im Allgemeinen werden Sie feststellen, dass ich niemanden entferne, der sagt: "Hoffe, das hilft". Das ist es nicht wert. Das Entfernen von Signaturen steht jedoch nicht zur Diskussion. Es ist eine harte Regel, die es gab, bevor ich mit dem Moderieren begann, und eine, die viele Diskussionen hatte, bevor eine Entscheidung getroffen wurde.

— Kortuk

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@stevenvh - Es ist nicht nur der Platzbedarf , es ist die Zeit . Wenn bisher 768 Aufrufe alle ein paar Sekunden nachdenken mussten, um herauszufinden, was TIA bedeutet, wie ich, dann ist das eine halbe Stunde Zeitverschwendung!

— Mark Booth

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Ich denke, dass die anderen drei mit diesem Modul die Ausgänge des Magnetometers sind.

— Toby Jaffey
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Ja, das war auch meine Idee, aber sie sind kein DOF. Sie können den Messwert des Magnetometers ändern, es sei denn, Sie bewegen sich in mindestens einem der anderen DOF. Es sei denn, Ihr Magnetfeld bewegt sich in Bezug auf Ihr Referenzsystem. Aber dann sind sie kein echter DOF. Andernfalls könnten Sie einen Lichtsensor hinzufügen und ihn als 10. DOF bezeichnen. Ist es nicht. Sie können es jedoch einen Parameter nennen.

— Stevenvh

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Der Sparkfun-Sensor verfügt über drei zusätzliche "Freiheitsgrade" mit dem Magnetometer. Wenn Sie die Eingabe von der IMU in einem Kalman-Filter oder einer Zustandsraumdarstellung verwenden würden, hätten Sie 9 Datenquellen, aber nur 6 mögliche mechanische Bewegungsrichtungen. Die zusätzlichen Datenquellen können Ihnen jedoch eine genauere Vorstellung davon geben, wie Sie umgezogen sind.

— mjcarroll

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@mjc: Insbesondere ist der langfristige Integralfehler des Magnetsensors (Kompass) praktisch gleich Null, was verwendet werden kann, um diesen Fehler aus dem Gyroskop zu entfernen.

— Nick T

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Als zusätzliche Anmerkung können Sie feststellen, dass das Messen von mehr Freiheitsgraden in einigen Steuerungsanwendungen ein Nachteil sein kann. Dies gilt insbesondere für billigere Sensoren und Umgebungen mit hohem Rauschen. Wenn Sie nur einen Freiheitsgrad steuern müssen, kann das zusätzliche Rauschen der anderen 5-8 Messungen die Steuerung erschweren.

— mjcarroll

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Beim Lesen der Beschreibung haben sie wohl nur die gemessenen Signale hinzugefügt: 3 Gyros (Orientierung) + 3 Beschleunigungsmesser + 3 Magnetfeldsensoren = 9. Für mich macht es keinen Sinn, dass die Gyros und Magnetfeldsensoren im Wesentlichen dasselbe messen ( Orientierung), obwohl ich denke, dass Kreisel für kleine Änderungen nützlicher sind und Magnetfeldsensoren für Langzeitstabilität besser sind, so dass sie sich gegenseitig ergänzen.

Aber wenn man alles auf 9 addiert, spricht der Verkauf in meinem Buch. Sie können auch einen Temperatursensor hinzufügen und ihn als 10-DOF-Karte bezeichnen.

— Wouter van Ooijen
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Fügen Sie auch eine Stoppuhr hinzu, um sie als 11-DOF-Karte zu bezeichnen.

— Efreeto

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Es ist seltsam, Magnetsensoren als Freiheitsgrade einzuschließen. Das sind abhängige Variablen, während ich erwarte, wenn ich 9 dof (Freiheitsgrade) habe, dann habe ich 9 Servos, die ich mit Orthogonalität steuern kann. Ich erwarte eine gemeinsame lineare Basis; Wenn jemand sagt, dass die Saugleistung gezählt wurde, müsste ich das als falsch bezeichnen, obwohl es leicht die gleiche Regelkreis-Hardware belegen könnte.

Alles andere definiert lediglich diese Servos; Ob es sich um Dreh-, Winkel-, Ausfahr-, Griffdruck-, stark eingeschränkte oder nicht usw. handelt, klären Sie einfach, was auf den 9 verfügbaren Achsen konstruiert wurde. Es gibt keinen Grund, x, y, z und die erste und zweite Ableitung davon zu erwarten; oder einfach die Faustableitungen und der Rho / Theta / Phi-Winkel hätten jede Kardinalität ohne die beschreibenden Daten, die zur Bildung des Hermetian dieser Variablen erforderlich sind.

— Thrangalucchian
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Sie können 9 DoF erhalten, wenn Sie die Winkelgeschwindigkeiten als von der momentanen Ausrichtung getrennt betrachten. 6 DoF gibt Ihnen nur eine absolute statische Position und Orientierung. Es gibt zusätzliche 3 DoF für die Beschleunigung und einen DoF für Winkelgeschwindigkeiten. Das macht eigentlich zwölf, aber wir haben keine absolute (oder relative) Position, also verlieren wir 3 DoF.

— Salix alba
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