Jakie są 9 stopni swobody w robotyce?

9


Na SparkFun znalazłem moduł, który wykrywa ruch w 9 stopniach swobody (DOF). Jestem świadomy tylko 6 DOF: translacji w kierunku X, Y, Z i obrotu wokół osi X, Y i Z. Jakie są pozostałe trzy?

edytuję
Zdaję sobie sprawę, że istnieją roboty z więcej niż 6 DOF, ale w każdym z nich jest tylko 6 DOF. Ludzka ręka (w tym nadgarstek) ma 23 DOF.

sensor stevenvh
źródło
2
proszę nie używać podpisu.
Kortuk
3
@Stevenvh, właśnie cię informowałem, ponieważ edytowałem go wiele razy. Podpisy są niedozwolone, ale rozumiem, że chcesz je zrobić.
Kortuk
3
@Ralph, przepraszam, jeśli czujesz inaczej, SO miał bardzo dużą dyskusję, jeśli masz pytanie z 4 odpowiedziami i wszyscy dodają mały podpis, to znacznie zwiększasz długość strony. A co dodaje podpis? Jestem stróżem prawa, przepraszam, jeśli ich nie lubisz. Każdy post jest podpisywany przez użytkownika jego nazwiskiem i identyfikatorem. W swoim profilu możesz publikować informacje związane z określonym tłem. Podpisując, podwajasz ilość zajmowanego miejsca na stronę. Chciałbym omówić to na czacie, jeśli nadal masz wątpliwości.
Kortuk
2
@Stevenvh, staram się być uprzejmy, ogólnie zauważysz, że nie usuwam kogoś, kto mówi: „Mam nadzieję, że to pomaga”. To nie jest tego warte. Jednak usunięcie podpisów nie jest kwestią, która podlega dyskusji, jest to twarda reguła, która istniała, zanim zacząłem moderować, i taka, która miała dużo dyskusji przed podjęciem decyzji.
Kortuk
1
@stevenvh - To nie tylko zajmowana przestrzeń , to czas . Z dotychczasowymi 768 odsłonami, jeśli wszyscy musieliby przez kilka sekund zastanowić się, co znaczy TIA, tak jak ja, to jest to pół godziny straconego czasu!
Mark Booth

Odpowiedzi:

8

Myślę, że pozostałe trzy z tego modułu to wyjścia z magnetometru.

Toby Jaffey
źródło
Tak, to był również mój pomysł, ale nie są to DOF; możesz zmienić odczyt magnetometru, chyba że wprowadzisz przynajmniej jedną inną DOF. Chyba że twoje pole magnetyczne porusza się względem twojego układu odniesienia. Ale to nie są prawdziwe DOF. W przeciwnym razie możesz dodać czujnik światła i nazwać go 10. DOF. To nie jest Możesz jednak nazwać to parametrem.
stevenvh
3
Czujnik Sparkfun ma „fałszywy” dodatkowy trzy stopnie swobody za pomocą magnetometru. Jeśli użyjesz danych wejściowych z IMU w filtrze Kalmana lub reprezentacji w przestrzeni stanów, będziesz miał 9 źródeł danych, ale tylko 6 możliwych mechanicznych kierunków ruchu. Dodatkowe źródła danych mogą jednak zapewnić dokładniejszy obraz przeprowadzki.
mjcarroll
4
@mjc: W szczególności długoterminowy błąd całkowania czujnika magnetycznego (kompasu) jest praktycznie zerowy, co można wykorzystać do wyeliminowania tego błędu z żyroskopu.
Nick T
1
Dodatkowo, może się okazać, że faktyczne mierzenie większej liczby stopni swobody może być szkodliwe dla niektórych aplikacji sterujących. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku tańszych czujników i środowisk o wysokim poziomie hałasu. Jeśli potrzebujesz kontrolować tylko jeden stopień swobody, to dodatkowy szum z innych pomiarów 5-8 może utrudnić kontrolę.
mjcarroll
5

Gdy czytam opis, chyba dodali mierzone sygnały: 3 żyroskopy (orientacja) + 3 przyspieszeniomierze + 3 czujniki pola magnetycznego = 9. Nie ma dla mnie sensu, żyroskopy i czujniki pola magnetycznego zasadniczo mierzą to samo ( orientacja), chociaż myślę, że żyroskopy są bardziej przydatne w przypadku niewielkich zmian, a czujniki pola magnetycznego są lepsze dla stabilności długoterminowej, więc się uzupełniają.

Ale dodanie tego do 9 to sprzedaż mówi w mojej książce. Równie dobrze mogą dodać czujnik temperatury i nazwać to płytą 10 DOF.

Wouter van Ooijen
źródło
Dodaj również stoper, aby nazwać go tablicą 11 DOF.
Efreeto
0

Dziwnie jest włączać czujniki magnetyczne jako stopnie swobody; są to zmienne zależne, ale spodziewam się, że jeśli mam 9 dof (stopni swobody), to mam 9 serwomechanizmów, którymi mogę sterować, z ortogonalnością. Oczekuję wspólnej podstawy liniowej; gdyby ktoś powiedział, że liczy się siła ssania, musiałbym nazwać to fałszywym, chociaż z łatwością mógłby zająć ten sam sprzęt pętli sterowania.

Cokolwiek dalej definiuje tylko te serwomechanizmy; czy jest to obrotowy, kątowy, przedłużający, nacisk przyczepny, rażąco ograniczony czy nie, itp. po prostu wyjaśnij, co zostało zbudowane na 9 dostępnych osiach. Nie ma powodu oczekiwać, że x, y, z oraz ich pierwsza i druga pochodna; lub po prostu pochodne pięści i kąt rho / theta / phi, miałyby jakąkolwiek liczność bez danych opisowych niezbędnych do utworzenia hermetyzmu tych zmiennych.

Thrangalucchian
źródło
0

Możesz uzyskać 9 DOF, jeśli weźmiesz pod uwagę prędkości kątowe jako odrębne od orientacji chwilowej. 6 DoF da ci absolutnie statyczną pozycję i orientację. Dostępne są dodatkowe 3 DoF dla przyspieszenia i DoF dla prędkości kątowych. To w sumie daje dwanaście, ale nie mamy absolutnej (względnej) pozycji, więc tracimy 3 DOF.

Salix alba
źródło