Quali sono i 9 gradi di libertà nella robotica?

9

Ho trovato su SparkFun un modulo che rileva i movimenti in 9 gradi di libertà (DOF). Conosco solo 6 DOF: traslazione in direzione X, Y, Z e rotazione attorno agli assi X, Y e Z. Quali sono gli altri tre?

modifica
Sono consapevole che ci sono robot con più di 6 DOF, ma in questi ogni segmento ha solo 6 DOF al massimo. La mano umana (incluso il polso) ha 23 DOF.

sensor

— stevenvh
fonte

2

per favore non usare una firma.

— Kortuk,

3

@Stevenvh, ti stavo solo facendo sapere perché l'ho modificato molte volte. Le firme non sono consentite, ma capisco che vuoi farle.

— Kortuk,

3

@Ralph, mi dispiace se la pensi diversamente, SO ha avuto una discussione molto ampia, se hai una domanda con 4 risposte e tutti aggiungono una piccola firma, allora aumenti notevolmente la lunghezza della pagina. E cosa aggiunge la firma? Sono il garante della regola, mi dispiace se non ti piacciono. Ogni post è firmato dall'utente con il suo nome e ID. Sul tuo profilo puoi pubblicare informazioni relative al tuo background specifico. Firmando, raddoppi lo spazio necessario per pagina. Mi piacerebbe discuterne in chat se hai ancora dubbi.

— Kortuk,

2

@Stevenvh, sto cercando di essere educato, in generale noterai che non rimuovo qualcuno dicendo "Spero che questo aiuti". Non ne vale la pena. Tuttavia, rimuovere le firme non è una questione di discussione, è una regola difficile che esisteva prima che iniziassi a moderare e una che aveva una grande discussione prima che fosse presa una decisione.

— Kortuk,

1

@stevenvh - Non è solo lo spazio occupato, è il tempo . Con 768 visualizzazioni finora, se tutti dovessero pensare per qualche secondo a capire cosa significasse TIA, come ho fatto io, allora è mezz'ora di tempo sprecato!

— Mark Booth,

8

Penso che gli altri tre con quel modulo siano le uscite dal magnetometro.

— Toby Jaffey
fonte

Sì, anche questa era la mia idea, ma non sono DOF; puoi cambiare la lettura del magnetometro a meno che non ti sposti in almeno uno degli altri DOF. A meno che il tuo campo magnetico non si muova rispetto al tuo sistema di riferimento. Ma poi non sono veri DOF. Altrimenti potresti aggiungere un sensore di luce e chiamarlo un decimo DOF. Non lo è. Puoi chiamarlo un parametro però.

— Stevenvh,

3

Il sensore Sparkfun ha un "falso" extra di tre gradi di libertà con il magnetometro. Se si stesse utilizzando l'input dell'IMU in un filtro Kalman o in una rappresentazione dello spazio degli stati, si avrebbero 9 fonti di dati, ma solo 6 possibili direzioni meccaniche di movimento. Tuttavia, le fonti di dati aggiuntive potrebbero fornirti un'idea più precisa di come ti sei spostato.

— mjcarroll,

4

@mjc: In particolare, l'errore integrale a lungo termine del sensore magnetico (bussola) è effettivamente nullo, che può essere utilizzato per eliminare tale errore dal giroscopio.

— Nick T,

1

Come nota aggiuntiva, potresti scoprire che misurare effettivamente più gradi di libertà può essere un danno in alcune applicazioni di controllo. Ciò è particolarmente vero con sensori più economici e ambienti rumorosi. Se hai solo bisogno di controllare un grado di libertà, il rumore aggiunto dalle altre 5-8 misurazioni potrebbe rendere il controllo più difficile.

— mjcarroll,

5

Mentre leggo la descrizione, suppongo che abbiano appena aggiunto i segnali misurati: 3 giroscopi (orientamento) + 3 accelerometri + 3 sensori di campo magnetico = 9. Per me non ha senso, i giroscopi e i sensori di campo magnetico essenzialmente misurano la stessa cosa ( orientamento), anche se penso che i giroscopi siano più utili per piccoli cambiamenti e che i sensori di campo magnetico siano migliori per la stabilità a lungo termine, quindi si completano a vicenda.

Ma aggiungendo tutto fino a 9, le vendite parlano nel mio libro. Potrebbero anche aggiungere un sensore di temperatura e chiamarlo una scheda 10 DOF.

— Wouter van Ooijen
fonte

Aggiungi anche un cronometro per chiamarlo una scheda 11 DOF.

— Efreeto,

0

È strano includere sensori magnetici come gradi di libertà; quelle sono variabili dipendenti mentre mi aspetto che se ho 9 dof (gradi di libertà), allora ho 9 servi che posso controllare, con ortogonalità. Mi aspetto una base lineare in comune; se qualcuno dice che ha visto l'aspirazione contata, dovrei chiamare quel falso, anche se potrebbe facilmente occupare lo stesso hardware del circuito di controllo.

Qualunque cosa definisce ulteriormente quei servi; che si tratti di rotazione, angolare, estensione, pressione di presa, fortemente limitata o meno, ecc., chiarire semplicemente cosa è stato costruito sui 9 assi disponibili. Non c'è motivo di aspettarsi che x, y, z e la loro derivata prima e seconda; o semplicemente i derivati del pugno e l'angolo rho / theta / phi, avrebbero una cardinalità senza i dati descrittivi necessari per formare l'ermetismo di quelle variabili.

— Thrangalucchian
fonte

0

È possibile ottenere 9 DoF se si considerano le velocità angolari separate dall'orientamento istantaneo. 6 DoF ti darà solo una posizione e un orientamento statici assoluti. C'è un 3 DoF aggiuntivo per l'accelerazione e un DoF per le velocità angolari. Questo in realtà ne fa dodici in tutto, ma non abbiamo una posizione assoluta (o relativa) quindi perdiamo 3 DoF.

— Salix alba
fonte