Що таке 9 ступенів свободи в робототехніці?

9

Я знайшов на SparkFun модуль, який виявляє рух у 9 ступенях свободи (DOF). Мені відомо лише 6 DOF: переклад у напрямку X, Y, Z та обертання навколо осі X, Y та Z. Які інші три?

редагувати
Я знаю, що є роботи з більш ніж 6 DOF, але в кожному з них є лише 6 DOF. Рука людини (включаючи зап'ястя) має 23 ДОФ.

sensor

— stevenvh
джерело

2

будь ласка, не використовуйте підпис.

— Кортук

3

@Stevenvh, я просто дав вам знати, тому що я це багато разів редагував. Підписи заборонені, але я розумію, що ти хочеш це зробити.

— Кортук

3

@ Ralph, вибачте, якщо ви відчуваєте інакше, так що у мене було дуже велике обговорення, якщо у вас є питання з 4 відповідями, і кожен додає трохи підписів, то ви значно збільшуєте довжину сторінки. А що додає підпис? Я правоохоронця, мені шкода, якщо вони вам не подобаються. Кожен пост підписується користувачем зі своїм іменем та ідентифікатором. У своєму профілі ви можете розміщувати інформацію, що стосується вашого конкретного фону. Підписавшись, ви подвоюєте простір, який займає кожна сторінка. Я хотів би обговорити це у чаті, якщо у вас все ще є проблеми.

— Кортук

2

@Stevenvh, я намагаюся бути ввічливим, взагалі ви помітите, я не знімаю когось, кажучи: "Сподіваюся, це допомагає". Це не варто. Однак видалення підписів не є питанням, яке підлягає обговоренню, це важке правило, яке існувало до того, як я розпочав модерацію, і таке, яке вели велику кількість дискусій до того, як було прийнято рішення.

— Кортук

1

@stevenvh - Це не просто зайнятий простір , це час . Зі 768 переглядами до цих пір, якби кожному довелося подумати кілька секунд, щоб розібратися, що означає TIA, як я, то це вже півгодини витраченого часу!

— Марк Бут

8

Я думаю, що інші три з цим модулем є виходами з магнітометра.

— Тобі Джеффі
джерело

Так, це також була моя ідея, але вони не DOF; ви можете змінити показання магнітометра, якщо ви не перейдете хоча б в один з інших DOF. Якщо ваше магнітне поле не рухається відносно вашої системи відліку. Але тоді вони не справжні DOF. В іншому випадку ви можете додати датчик світла і назвати його 10-м DOF. Це не так. Ви можете назвати це параметром.

— stevenvh

3

Датчик Sparkfun має "підроблені" додаткові три ступеня свободи за допомогою магнітометра. Якби ви використовували вхід з IMU для фільтра Калмана або представлення простору стану, у вас було б 9 джерел даних, але лише 6 можливих механічних напрямків руху. Додаткові джерела даних, однак, можуть дати вам більш точне уявлення про те, як ви рухалися.

— mjcarroll

4

@mjc: Зокрема, довготривала інтегральна помилка магнітного датчика (компаса) фактично дорівнює нулю, що може бути використане для усунення цієї помилки з гіроскопа.

— Нік Т

1

В якості додаткової примітки ви можете виявити, що фактично вимірювання більшої міри свободи може бути шкодою для деяких програм управління. Особливо це стосується дешевших датчиків та середовищ з високим рівнем шуму. Якщо вам потрібно контролювати лише один ступінь свободи, то доданий шум від інших 5-8 вимірювань може ускладнити управління.

— mjcarroll

5

Коли я читаю опис, я думаю, що вони просто додали вимірювані сигнали: 3 гіроскопи (орієнтація) + 3 акселерометра + 3 датчика магнітного поля = 9. Не має для мене сенсу, датчики гіроскопа та магнітного поля по суті вимірюють те саме ( орієнтація), хоча я думаю, що гіроскопи є кориснішими для невеликих змін, а датчики магнітного поля кращі для довгострокової стабільності, тому вони доповнюють один одного.

Але додавши все це до 9 - це продажі говорять у моїй книзі. Вони також можуть додати датчик температури і назвати це платою 10 DOF.

— Wouter van Ooijen
джерело

Також додайте секундомір, щоб називати це дошкою 11 DOF.

— Ефрето

0

Дивно, що магнітні датчики включати як ступінь свободи; це залежні змінні, тоді як я очікую, якщо у мене є 9 dof (ступенів свободи), то у мене є 9 сервоприводів, якими я можу керувати, з ортогональністю. Я очікую спільної лінійної бази; якби хтось сказав, що бачив всмоктування підрахований, я повинен би назвати це хибне, хоч він міг би легко зайняти той же апарат апаратного циклу управління.

Все, що надалі просто визначає ці сервоприводи; будь то обертовий, кутовий, подовжувальний, тиск зчеплення, сильно обмежений чи ні, і т. д. просто поясніть, що побудовано на 9 доступних осях. Немає підстав очікувати x, y, z та першої та другої похідних від них; або просто кулачні похідні та кут rho / theta / phi можуть мати будь-яку кардинальність без описових даних, необхідних для формування герметика цих змінних.

— Thrangalucchian
джерело

0

Ви можете отримати 9 DoF, якщо розглядати кутові швидкості як окремі від миттєвої орієнтації. 6 DoF просто надасть вам абсолютне статичне положення та орієнтацію. Є додаткові 3 DoF для прискорення та DoF для кутових швидкостей. Це насправді становить дванадцять усіх, але у нас немає абсолютної (або відносної) позиції, тому ми втрачаємо 3 DoF.

— Салікс альба
джерело