Каковы 9 степеней свободы в робототехнике?

9

Я нашел на SparkFun модуль, который обнаруживает движение в 9 степенях свободы (DOF). Я знаю только о 6 степенях свободы: перевод в направлении X, Y, Z и вращение вокруг оси X, Y и Z. Какие еще три?

редактировать
Я в курсе , что есть роботы с более чем 6 DOF, но в них каждый сегмент имеет только 6 максимум глубины резкости. Человеческая рука (включая запястье) имеет 23 DOF.

sensor

— stevenvh
источник

2

пожалуйста, не используйте подпись.

— Кортук

3

@Stevenvh, я просто дал тебе знать, потому что я редактировал это много раз. Подписи не допускаются, но я понимаю, что вы хотите сделать их.

— Кортук

3

@Ralph, извините, если вы чувствуете иначе, так что у SO было очень большое обсуждение, если у вас есть вопрос с 4 ответами, и каждый добавляет небольшую подпись, вы значительно увеличиваете длину страницы. А что добавляет подпись? Я силовик, извините, если они вам не нравятся. Каждый пост подписывается пользователем со своим именем и ID. В вашем профиле вы можете разместить информацию, относящуюся к вашей конкретной истории. Подписывая, вы удваиваете место, которое занимает каждая страница. Я хотел бы обсудить это в чате, если у вас все еще есть проблемы.

— Кортук

2

@Stevenvh, я стараюсь быть вежливым, в общем, вы заметите, что я не убираю кого-то, говорящего: «Надеюсь, это поможет». Это того не стоит. Однако удаление подписей не является предметом обсуждения, это жесткое правило, существовавшее до того, как я начал модерировать, и то, которое обсуждалось до принятия решения.

— Кортук

1

@stevenvh - это не просто занимаемое пространство , это время . Пока с 768 просмотрами, если бы всем пришлось задуматься на несколько секунд, чтобы понять, что означает TIA, как я, то это полчаса потраченного времени!

— Марк Бут

8

Я думаю, что остальные три с этим модулем являются выходами из магнитометра.

— Тоби джеффи
источник

Да, это была моя идея, но они не DOF; Вы можете изменить показания магнитометра, если не переместитесь хотя бы в одну из других степеней свободы. Если ваше магнитное поле не движется относительно вашей системы отсчета. Но тогда они не настоящие DOF. В противном случае вы можете добавить датчик освещенности и назвать его 10-й степенью свободы. Это не так. Вы можете назвать это параметром, хотя.

— Стивенвх

3

Датчик Sparkfun имеет «поддельные» дополнительные три степени свободы с магнитометром. Если бы вы использовали ввод из IMU в фильтре Калмана или в представлении пространства состояний, у вас было бы 9 источников данных, но только 6 возможных механических направлений движения. Однако дополнительные источники данных могут дать вам более точное представление о том, как вы переехали.

— mjcarroll

4

@mjc: В частности, долгосрочная интегральная ошибка магнитного датчика (компаса) практически равна нулю, что может быть использовано для устранения этой ошибки в гироскопе.

— Ник Т

1

В качестве дополнительного примечания вы можете обнаружить, что на самом деле измерение большего количества степеней свободы может нанести ущерб некоторым приложениям управления. Это особенно верно для более дешевых датчиков и сред с высоким уровнем шума. Если вам нужно контролировать только одну степень свободы, то добавленный шум от 5-8 измерений может усложнить управление.

— mjcarroll

5

Когда я читаю описание, я думаю, что они просто добавили измеряемые сигналы: 3 гироскопа (ориентация) + 3 акселерометра + 3 датчика магнитного поля = 9. Для меня это не имеет смысла, гироскопы и датчики магнитного поля по сути измеряют одно и то же ( ориентации), хотя я думаю, что гироскопы более полезны для небольших изменений, а датчики магнитного поля лучше для долговременной стабильности, поэтому они дополняют друг друга.

Но добавление всего до 9 - это продажи, о которых я говорю в моей книге. Они могли бы также добавить датчик температуры и назвать его доской с 10 степенями свободы.

— Воутер ван Оойен
источник

Также добавьте секундомер, чтобы назвать его доской 11 DOF.

— Efreeto

0

Странно включать магнитные датчики как степени свободы; это зависимые переменные, тогда как я ожидаю, что если у меня 9 степеней свободы (степеней свободы), то у меня 9 сервоприводов, которыми я могу управлять с ортогональностью. Я ожидаю, что общее линейное основание; если кто-то скажет, что подсчет засчитан, я должен был бы назвать это фальшивым, хотя он мог бы легко занять то же оборудование контура управления.

Что-нибудь еще просто определяет эти сервоприводы; будь то поворотное, угловое, удлинение, давление захвата, сильно ограничено или нет, и т. д., просто уточнить, что было построено по 9 доступным осям. Нет причин ожидать, что x, y, z и их первая и вторая производные; или просто первые производные и угол rho / theta / phi будут иметь любую мощность без описательных данных, необходимых для формирования Герметиана из этих переменных.

— Thrangalucchian
источник

0

Вы можете получить 9 степеней свободы, если рассматривать угловые скорости отдельно от мгновенной ориентации. 6 DoF просто даст вам абсолютное статическое положение и ориентацию. Для ускорения предусмотрены дополнительные 3 DoF и угловые скорости. На самом деле это всего двенадцать, но у нас нет абсолютной (или относительной) позиции, поэтому мы теряем 3 DoF.

— Salix alba
источник