È possibile stimare il grado della strada durante la guida?


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Sarebbe bello poter stimare il grado di una strada durante la guida, anche se la stima non è completamente accurata. Con un GPS, in teoria dovrebbe essere possibile in teoria percorrere una breve distanza e dividere la differenza di elevazione per la distanza percorsa per ottenere una stima approssimativa. (Notare che seno e tangente sono comparabili per angoli piccoli.)

L'elevazione fornita da un telefono cellulare o da un computer per biciclette dotato di GPS è sufficientemente accurata da fornire una stima significativa del grado su brevi distanze? Inoltre, esiste un modo pratico per stimare il grado di una strada che non richiede un GPS?

Risposte:


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Prendi un inclinometro. Non sono particolarmente accurati, ma la lettura è immediata e il prezzo è giusto.

inserisci qui la descrizione dell'immagine


Interessante. Non avevo mai sentito parlare di un inclinometro, ma mi chiedevo se potesse esistere qualcosa del genere.
amcnabb,

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Ho trovato che questo è quasi inutile per me ... qualsiasi quantità di movimento in avanti e la bolla si muove troppo per essere di qualche utilità. YMMV.
Ken Hiatt,

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Sì, la bolla danza un po 'su strade di una certa rugosità. Ho il sospetto che potrebbe essere il design dell'unità particolare che ho, che (che non è quello nella foto). Ma ottieni ancora letture piuttosto buone sul 5% e colline "migliori" - è solo nell'appartamento che balla così tanto.
Daniel R Hicks,

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Ci ho pensato in passato. Una possibile alternativa sarebbe una sfera di metallo all'interno di una capsula trasparente capovolta (curva verso l'alto) riempita con olio denso ma traslucido. Ci vorrebbero alcuni secondi per accontentarsi, quindi i tremori e le accelerazioni non influenzerebbero così tanto. Solo un pensiero!
heltonbiker,

Dovrei notare che mentre l'unità che ho è meno che perfetta, è ancora abbastanza utile. E per quanto poco costoso e leggero come le cose, è una cosa ragionevole avere anche con le sue imperfezioni.
Daniel R Hicks,

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La maggior parte dei ciclocomputer GPS Garmin Edge può visualizzare il grado. Edge 500 e Edge 800 (non Edge 200) hanno altimetri barometrici per determinare l'altitudine. È quindi possibile modificare o aggiungere un campo dati di visualizzazione per mostrare il voto corrente.

Divertente chiedi mentre ho appena aggiunto il voto come campo di visualizzazione stamattina su un giro in collina.

Aggiorna il calcolo della pendenza ogni 100-200 m di corsa orizzontale (ospite), quindi c'è un piccolo ritardo prima di ottenere un calcolo della pendenza aggiornato. Nel complesso la stima del voto sembra abbastanza ragionevole, se si tiene conto del ritardo.

Inoltre, molte applicazioni informatiche possono prendere un registro di traccia GPS e recuperare l'altitudine nota di quel punto e calcolare il grado dopo il fatto. Ad esempio, se stai usando OS X, so che Ascent lo fa ( nota che NON sto approvando questo programma, ma lo sto usando solo come esempio noto). Sono anche sicuro che ci sono molti altri programmi di analisi delle tracce GPS che fanno altrettanto. Sono sicuro che ci sono alcune applicazioni per smartphone in grado di registrare una traccia GPS, che potresti potenzialmente importare in uno di questi programmi di analisi per ottenere il voto dopo il fatto.

A parte - Alcune delle unità Edge fuori produzione più vecchie (ad es. Edge 305, 705) hanno anche altimetri barometrici. Questa può essere un'opzione più conveniente se puoi trovarne una usata su eBay o Craigslist. Lo dico mentre sto per elencare il mio vecchio Edge 305 dopo l'aggiornamento a un Edge 800.


Grazie per le informazioni, in particolare sugli altimetri baromitici. Oltre ai computer per bici GPS con altimetri, sembra che ci siano un numero di altimetri autonomi disponibili nella gamma da $ 30 a $ 50, nonché computer per bici non GPS con altimetri.
amcnabb,

Un buon punto sui computer da bici non GPS ... Ho quasi dimenticato quelli esistenti dato che uso un computer da bici GPS da così tanto tempo. Sono sicuro che alcuni dei computer Polar di fascia più alta lo faranno.
Rider_X,

Uso Edge 800 e 500 ... entrambi fanno un buon lavoro nel dare il voto. Non è perfetto e non è istantaneo, ma è abbastanza buono per l'uso durante la guida. Entrambi danno una migliore (e stretta corrispondenza alle mappe) con i dati una volta caricati nel computer.
Ken Hiatt,

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Devi calibrare spesso l'altimetro Edge? Un amico aveva un altimetro barometrico e doveva comporre l'altitudine attuale sulla base di mappe due volte al giorno poiché piccole variazioni della pressione atmosferica potevano portare a letture sostanzialmente diverse, ma fintanto che lo faceva, concordava bene con la mappa nei luoghi dove abbiamo controllato.
Mike Samuel,

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No, le unità Edge si auto-calibrano. Vivo in una zona montuosa, vicino all'oceano e ogni volta che scendo verso l'oceano o mi dirigo verso un picco noto, è abbastanza vicino alla vera elevazione. Il manuale non sembra specificare come calibra, ma la migliore discussione che ho trovato su questo è qui .
Rider_X,

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Telefoni cellulari, di solito no. Alcune applicazioni tenteranno di massaggiare i dati utilizzando le informazioni di elevazione fornite da terze parti, ma nella migliore delle ipotesi si tratta di un tiro a segno. Un GPS dedicato con un altimetro barometrico è probabilmente la soluzione migliore. Non posso davvero parlare del loro livello di precisione, ma è sicuramente meglio di altre opzioni pratiche.

Se vuoi solo voto, c'è un'app per questo .


L'app iHandy Level sembra un'idea interessante, ma avresti bisogno di un modo per farne una superficie che sia a livello del terreno, vero?
amcnabb,

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Il livello del suolo non è con il suolo?
Stephen Touset,

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Sì, ma la misurazione sarebbe molto sensibile a dossi e lievi variazioni e sembra che la strada possa graffiare un telefono. Inoltre, alcune delle altre opzioni non richiedono l'arresto.
amcnabb,

Devi misurare il grado della strada solo una volta. Ed è probabilmente più preciso di un dispositivo GPS per colline più brevi. Probabilmente dovresti fermarti per ottenere una lettura ragionevole dall'inclinometro comunque.
Stephen Touset,

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Non correlato: "inclinometro" è una grande parola. Mi diverto senza fine a pronunciarlo "inclinazione-o-metro" nella mia testa.
Stephen Touset,

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Altri hanno già discusso di telefoni abilitati GPS e GPS, barometri altimetrici e inclinometri. Gli inclinometri a bolle (come lo Skymounti mostrato altrove tra le risposte) possono essere influenzati dalle accelerazioni, quindi per ottenere le letture migliori dovresti essere fermo. Il dGPS (GPS differenziale) viene utilizzato negli strumenti di rilevamento per misurare i gradi, ma in genere questi non sono dispositivi di livello consumer, né sono sufficientemente compatti per l'uso in bicicletta. I gradi possono anche essere misurati, mentre sono fermi, con un lungo rettilineo, un goniometro e un filo a piombo. Alcuni telefoni e altri dispositivi (come iPod e controller Wii) hanno accelerometri multiasse integrati che segnalano le informazioni sul gradiente durante la guida, ma i rapporti indicano che la loro precisione può essere influenzata da strade sconnesse. La linea di ciclocomputer iBike utilizza una combinazione di velocità barometrica, e sensori accelerometrici; secondo quanto riferito, le stime del gradiente possono essere abbastanza buone.

Detto questo, uno dei dispositivi più precisi che possono essere utilizzati per determinare il grado di marcia su una bicicletta è un misuratore di potenza ben calibrato. In condizioni favorevoli, il grado della strada può essere estratto dai dati di velocità e potenza (se si conoscono o si possono misurare alcune altre variabili). Ad esempio, ecco un confronto del profilo dell'appartamento piatto Moriarty, New Mexico, TT, sul quale è stato stabilito il record nazionale di cronometro nazionale di 40 km. Il percorso è un rettilineo (cioè 20 km fuori, una svolta e poi 20 km indietro per un totale di 40 km) e uno dei più piatti del paese, con solo 30 metri di caduta su 20 km per una pendenza media di 0,0015 (0,15%). La trama seguente mostra tre tracce: una misurazione del gradiente utilizzando un ricevitore GPS di livello consumer in blu e due tracce (in rosso e verde) derivate dalle misurazioni del misuratore di potenza. La linea verde mostra il profilo di elevazione ricostruito in una giornata con condizioni sfavorevoli, mentre la linea rossa mostra il profilo ricostruito in una giornata favorevole. Poiché questo percorso è un vero e proprio, i profili prima e dopo il punto di 20 km dovrebbero essere immagini speculari e alla fine dovrebbero corrispondere alla stessa elevazione. Come si può vedere, in condizioni favorevoli il profilo ricostruito dal misuratore di potenza supera quello di un GPS (sebbene in una giornata sfavorevole il profilo sia molto peggio).

Profili di elevazione del corso a cronometro Moriarty NM

Per un altro esempio, ecco il profilo di elevazione ricostruito per un percorso multiuso lungo la riva della baia di San Francisco.

Profilo di elevazione del sentiero della baia

Questo mostra il profilo su un tratto avanti e indietro di 1 miglio (= 1,6 km) del percorso. Ancora una volta, puoi vedere che le due metà del profilo ricostruito sono immagini speculari e la pendenza media era di circa 0,00125. Altrettanto importante, puoi facilmente individuare avvallamenti coerenti nella pista di meno di 40 cm (circa un piede).

La descrizione del metodo analitico utilizzato per questi due grafici e i dati aggiuntivi richiesti sono forniti qui .


Quindi quali erano le condizioni sfavorevoli che hanno reso la traccia verde così inaccurata? Sembra interessante.
amcnabb,

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@ R.Chung - Crunching di numeri folli! Quando si calcola l'elevazione dai dati di potenza, si aggiunge un kernel smoothing? Saresti anche in grado di sovrapporre le letture dell'altimetro dalla giornata buona e cattiva così come il profilo vero (ad esempio da una delle mappe USGS)? Potrebbe essere abbastanza interessante. Il mio unico avvertimento con questo esempio è che stiamo parlando di piccoli cambi di quota (- + 35 m). Ben piccolo rispetto a molte delle nostre salite che sono verso l'alto di 1200m.
Rider_X,

@amcnabb - Immagino condizioni sfavorevoli = vento.
Rider_X,

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A destra, era un leggero vento contrario / indietro (leggero significato un po 'meno di 2 miglia all'ora). Se non avessimo saputo della velocità del vento, avremmo potuto effettivamente capirlo indovinando varie velocità del vento fino a quando i profili verde e rosso corrispondessero. Ma nota che l '"inesattezza" del profilo verde è esagerata perché la scala è così piccola - la scala verticale è in metri mentre la scala orizzontale è in km, e il più grande errore assoluto nell'intero percorso era solo di circa 40 metri e l'errore assoluto nella pendenza stimata era solo dello 0,25% circa
R. Chung,

Non è necessario il kernel di smoothing. Abbiamo bisogno di dati precisi su velocità e potenza. Ci sono altri esempi in quel documento di confronto di questo metodo con barometri altimetrici su grandi salite e contro piani stradali di lavori pubblici come qui .
R. Chung,

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Ignorando l'elevazione derivata dal GPS, il GPS può ancora essere utile. Se registri la tua corsa, quindi carica la tua corsa su Strava vedrai il profilo di elevazione basato su un database di elevazione del terreno:

Profilo altimetrico Strava

È possibile passare con il mouse su sezioni del profilo altimetrico, che mostrano il grado in quel punto. L'area su cui passi il mouse è indicata sulla mappa come un indicatore:

Prospetto Strava e collegamento della mappa

Puoi anche trascinare e selezionare una sezione della corsa per ottenere statistiche come il voto medio e il dislivello.

Sebbene ciò non ti dica direttamente il grado della collina che stai percorrendo in bicicletta, puoi rapidamente imparare come stimare il grado "per sentire" (in base a quanto sia difficile pedalare), o dalla memoria (sapendo questa strada è un segmento di Strava e qual è il suo voto medio)


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Su un telefono Android, carica "Leveler" di chkuentz, un'app di livello eccellente e gratuita che emette direttamente i gradi di pendenza. Usa la formula, abbronzatura (gradi) = voto percentuale. Esempio: tangente di 3 gradi = 0,052 o 5,2 percento. Appoggia il telefono sul bordo laterale, sul manto stradale o sulla barra, se è a livello della strada. Leggi i gradi poi nascosto. Non elegante, ma è economico e abbastanza preciso.

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