Klappe die vierte Rolltest Elfershausen

Leonardi schrieb:
Dooxie hat von EvoK, EvoR, Vierrad sekündlich die v(t) mit Edge 1000 mitgeschnitten. Auch wenn beim Vierrad erhebliche GPS Ausfälle waren
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Ein Navi, welches nach Aussage von Dooxie, sich in der Hosentasche befand und das noch innerhalb der Karosse, kann ja wohl nicht für Auswerteverfahren herangezogen werden.
 
ich denke auch dass man da gewesen sein sollte... Mir scheint es nur so, dass aus dem Event/Treffen hier teilweise eine "Wissenschaft" gemacht wird. Das lässt mich teils staunen, teils schmunzeln. Das wollte ich hier auf humoristische Weise zum Ausdruck bringen. Mir hat es vor Ort ja auch Spaß gemacht...
 
dooxie schrieb:
und Tonaufzeichnung. labella-baron meinte, man könnte vielleicht aus der Frequenz des Freilaufs etwas herausfiltern. Tonaufzeichnung ~40 MB
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Inzwischen habe ich mir dies angehört, @Leonardi hat es sich angeschaut und @Nepomuk hat auch eine Auswertung versucht.
Es geht leider nicht, weil die Freilauf-Klicks eine ähnliche Frequenzverteilung wie das Störgeräusch im VM bei höheren Geschwindigkeiten hat.

Damals hatte ich ja mit einem Durchgangspiepser am Reed-Kontakt meines einfachen Fahrrad-Computers experimentiert mit durchaus ermutigenden Ergebnissen - aber halt ohne Fahrgeräusche des VM.

Da ich mir für meinen Blinker zur Rückmeldung jetzt einen Piepser eingebaut habe und dieser mit minimalem Strom 80dB erzeugt, nur ein Gramm wiegt und nur ~1€ kostet, habe ich mir überlegt, ihn samt Smartphone und NiMH-Zelle in einen Ski-Handschuh zu stecken um die VM-Geräusche abzumildern. Zwei Drähtchen müssen dann lediglich die Kontakte der Computeraufnahme sicher kontaktieren.

Hm - gerade probiert: Der Skihandschuh dämmt viel zu wenig - was könnte man da nehmen?
 
@labella-baron: Ich hatte eine andere Überlegung: könnte man eine Photodiode auf der einen und eine Lampe/LED/Laser auf der anderen Seite des Rades montieren und der Schatten der Speichen ergibt eine Frequenz, die man mit Handy als Tonfrequenz aufzeichnet?
Bei 10 km/h (ca. 2.5m/s, 32 Speichen, ca. 0.5 m Durchmesser) ergibt es 50 Hz und bei 100 km/h ca. 600 Hz, also alles Frequenzen die gut als Tonfrequenzen aufgezeichnet werden sollten. Dabei weiss ich nicht, ob es eine Rolle spielt, dass 1. es keine Sinusfunktion wird und 2. der Tastgrad (duty cycle) nicht 50% ist. Man könnte auch am Kreuzungspunkt der Speichen montieren, dann hätte man die halbe Frequenz, wenn das besser ist.
 
Leonardi schrieb:
Bis jetzt wurden drei Konstanten a, b*v und c*v² gesucht, welche den Roll- und Luftwiderstand beschreiben sollen. Frühere Ausroll eines Speichenlaufrades haben aber gezeigt, der Luftwiderstand nicht nur den bekannten c*v^2 folgt, sondern das noch höhere Glieder d*v^3 + e*v^4 oder vielleicht f*exp^g oder was anderes zu berücksichtigen sind.

Und c = Cw*A (F_luft=rho/2*c*v²) ist sowieso nicht als konstant anzunehmen, weil der Cw -Wert vermutlich von 10-60km/h bei Velomobilen um 10% sinkt. Das würde man aber durch Einsatz weiterer zu suchenden Konstanten d, e, f ... mit gelöst werden.
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Ich bewundere zwar deine aufwändigen Rechnungen und die Mühe, die du da hineinsteckst – aber noch mehr Konstanten halte ich für nicht zielführend. Mit den Worten von John von Neumann: With four parameters I can fit an elephant, and with five I can make him wiggle his trunk.

Kurz gesagt: Was bringen dir Konstanten, mit denen man zwar die Messwerte besser fitten kann, deren physikalische Bedeutung aber unklar sind? Es sind nichts als fudge factors. Man hat eine schönere Kurve, aber für das Verständnis bringt das überhaupt nichts. Im Gegenteil: Wenn ich weiß, was für Gesetze gelten sollten, aber die Messungen abweichen, und zwar systematisch, dann kann man sich auf die Suche nach einer Erklärung machen. Wenn ich den Fehler dagegen auf noch mehr Konstanten verteile, werde ich die Ursache nicht gerade leichter finden. Es geht doch eben genau nicht darum, die reale Welt mit all ihrer Komplexität auf dem Computer zu reproduzieren, sondern darum, ein vereinfachtes Modell zu finden, das zwar unvollständig ist, aber so einfach ist, dass man einen Erkenntnisgewinn daraus ziehen kann.
Patrick schrieb:
@Leonardi eigentlich müßte man noch den jeweiligen Fehler zu den Meßwerten schätzen und bei den Fehlerquadraten des Fits berücksichtigen... c_r und c_v plausibel eingrenzen... und dann kommt man drauf, daß es viel genauer nicht geht ;-)
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Das sehe ich auch so. Beziehungsweise: Man wüsste dann auch noch, wie man eine Messung gestalten muss, um den Einfluss mancher Fehler zu reduzieren. Vielleicht verschwinden manche Effekte dadurch von alleine, oder umgekehrt, man sieht sie besser.

(Ja, ich weiß, das sagt sich alles so leicht, wenn man es nicht selber macht. Will eure Arbeit keineswegs kleinreden.)
 
dendrocopos schrieb:
Bei 10 km/h (ca. 2.5m/s, 32 Speichen, ca. 0.5 m Durchmesser) ergibt es 50 Hz und bei 100 km/h ca. 600 Hz, also alles Frequenzen die gut als Tonfrequenzen aufgezeichnet werden sollten.
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Für die Analyse hinterher benötigen ja keine Frequenz, sondern die genaue Zeitspanne zwischen zwei vorbeihuschenden Speichen.
Bei 100km/h hat man ca. 20 Radumdrehungen pro Sekunde (bei 20") also ca. 50ms pro Umdrehung. Bei 1% Genauigkeit muss man mit der Software 0,5ms noch unterscheiden können. Bei 32 Speichen wären es nur noch 15 Mikrosekunden. Kann wir nicht vorstellen, dass man das mit Software noch gebacken bekommt.
 
Wenn die Abtastrate von einer CD bei 44.1 kHz liegt, hätte man 26 µs. Kreuzungspunkt der Speichen hiesse 16/U, damit dann 30µs - alles bestens. Und ob man es Frequenz oder Zeitspannen nennt, läuft auf's selbe hinaus. Die Frage ist, ob sich die Frequenz mit 1% genau bestimmen lässt, denke ich aber ja.
 
Ich fürchte wir verlassen das Thread-Thema.
dendrocopos schrieb:
Wenn die Abtastrate von einer CD bei 44.1 kHz liegt, hätte man 26 µs. Kreuzungspunkt der Speichen hiesse 16/U, damit dann 30µs - alles bestens. Und ob man es Frequenz oder Zeitspannen nennt, läuft auf's selbe hinaus. Die Frage ist, ob sich die Frequenz mit 1% genau bestimmen lässt, denke ich aber ja.
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Deshalb nur kurz:
Willst du eine vergleichbare Auswerte-Elektronik wie bei einem CD-Player entwickeln - also Hardware statt Software?
Vielleicht wird auch das Problem nicht klar: Stell dir vor es kommen nur zwei Impulse an und deren zeitlicher Abstand muss sehr genau bestimmt werden.
Ich wäre schon froh, wenn wir lediglich jede Radumdrehung mitkriegen würden - mehr benötigen wir auch erstmal nicht.
Derzeitige Fahrrad-Computer erkennen bei hohen Geschwindigkeit einen Unterschied von 0,5 km/h u.U. nicht mehr!
 
Christoph Moder schrieb:
Was bringen dir Konstanten, mit denen man zwar die Messwerte besser fitten kann, deren physikalische Bedeutung aber unklar sind?
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Das P-v Diagramm wird genauer wenn man die Messwerte besser fitten kann, unabhängig davon ob man die physikalische Bedeutung der Fitting-Parameter versteht. Es sind aber nur geringe Genauigkeitsverbesserungen zu erwarten, max. 2-3 Watt bei 50 km/h.

Ich meine aber jetzt die Ursache gefunden zu haben. Und zwar haben wir einer zu großen Schrittweite von 0,1 Sekunden die Geschwindigkeiten berechnen, das geschieht in einem festen Tabellenbatt mit etwa 3000 Zeilen.

Ich glaube, wenn man die Schrittweite auf z.B. 0,01 Sekunden verringert, dann passen die gemessenen und berechneten Kurven genau aufeinander. Das macht man am Besten in VBA , die Berechnung kann dann in einer kleinen Schleife vorgenommen werden und benötigt dann keine 30.000 Zeilen.

Ich weiß noch nicht, ob ich erst mal wie bisher die P-v vom Evo und Vierrad rechnen lasse oder gleich mit VBA probiere.
Muss noch paar Dinge schauen, wie man z.B. den Solver in VBA verwendet.

Gruß Leonardi
 
Leonardi schrieb:
Ich meine aber jetzt die Ursache gefunden zu haben. Und zwar haben wir einer zu großen Schrittweite von 0,1 Sekunden die Geschwindigkeiten berechnen, das geschieht in einem festen Tabellenbatt mit etwa 3000 Zeilen.

Ich glaube, wenn man die Schrittweite auf z.B. 0,01 Sekunden verringert
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Weiß nicht, ob wir folgendes schon betrachtet haben - meine mich dunkel daran zu erinnern:

Wir haben die Messdaten ja lediglich sekündlich - sowohl früher beim Polar-Rad-Computer als auch neulich beim GPS-Log von Dooxie.

Beim Polar haben wir als Wegstrecke der letzten Sekunde in Meter einfach die zugehörige Geschwindigkeit/3,6 genommen.
Aber sonderlich genau ist das ja nicht, da ja die Geschwindigkeit innerhalb dieser Sekunde nicht gleich war, weil es sich immer um eine Beschleunigung (bergab) oder eine Verzögerung (beim ausrollen) handelt. Abgesehen davon, dass der Polar u.U. Unterschiede von 0,5km/h gar nicht registriert.

Bei der GPS-Aufzeichnung vom Vierrad haben wir z.B.
Code: 
t[s]   Strecke[km]   v[km/h]    nördlich,östlich[°]
160    1.36802000    42.2016    50.1580    9.99184
161    1.37821000    42.0894    50.1580    9.99193
Die zurückgelegte Strecke wäre 10,19m mal 3,6 ergibt nicht mal 37km/h - daneben stehen aber Geschwindigkeiten von 42km/h !
Nach Osten beträgt die Differenz gerade mal 0.00009° - der 50. Breitenkreis um die Erde hat 40000km * cos(50°) also 25711km * 0.00009/360 = 6,4m !

Welchen Zahlen soll man nun beim GPS vertrauen?
Ich neige dazu den Geschwindigkeiten zu trauen, da diese vielleicht per Doppler-Effekt gemessen werden (hoffentlich).

Ein Anpassung an diese groben, im Sekundenraster erfassten Daten mit 1/100-tel Sekunden halte ich nicht für sinnvoll - auch wenn wird ca. 120 davon haben.
 
labella-baron schrieb:
Nach Osten beträgt die Differenz gerade mal 0.00009° - der 50. Breitenkreis um die Erde hat 40000km * cos(50°) also 25711km * 0.00009/360 = 6,4m !
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Passt doch. GPS hat bei längerer Messung eine Absolutgenauigkeit von +-5 m. Die Relativgenauigkeit einer Momentanmessung nehme ich einfach in gleicher Größe an - manchmal ist es viel schlechter und man hat einen Punkt kilometerweit neben der Strecke. Macht also bei zwei Messpunkten etwa -5 bis +15 m Differenz, also werden alle signifikanten Stellen der Position angezeigt.
Die Strecke ist genauer mit 10 m, da wird bei 0,1 m abgeschnitten. Wie das ermittelt wird? Gute Frage, ich tippe auf eine Mischung aus Positionsdifferenz und Dopplereffekt mit Bewegungsrichtung. Mein Etrex Vista zählt ungefähr 3 % weniger Strecke als die Abrollstrecke der Reifen, je nach Kurvenanzahl und Empfangsqualität.
Die Geschwindigkeit dürfte über einen gleitenden Mittelwert des Dopplereffektes ermittelt werden, das hinkt bei mir immer etwas hinterher bei Geschwindigkeitsänderungen. Klar, bei jeder Richtungsänderung ändert sich der Dopplereffekt abrupt. Da stimmt also der Wert besser, aber nicht der Zeitpunkt. Da aber meist nicht/kaum beschleunigt wird, ist der Wert wichtiger als der Zeitpunkt.

Gruß,

Tim
 
labella-baron schrieb:
Welchen Zahlen soll man nun beim GPS vertrauen?
Ich neige dazu den Geschwindigkeiten zu trauen, da diese vielleicht per Doppler-Effekt gemessen werden (hoffentlich).
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Die Aufzeichnung der Geschwindigkeiten von Dooxie´s Edge 1000 (blau) im Vergleich mit den berechneten v=Distanz/Zeit(1s) Geschwindigkeiten (rot) für die erste Ausoll mit Evo K:
In der ersten Hälfte scheint die blaue Kurve mehr geglättet, in der zweiten Hälfte ist die blaue Kurve aber sehr zittig.

Dopplermessung oder anders.jpg


In nachfolgendem Bild die graphische Darstellung der Auswertung von Evo K, Evo R und 4 Rad.
Zum 4 Rad: Auch hier wurde aus der Tabelle der GPS Aufzeichnung die Geschwindigkeit gegen die Zeit und den Weg aufgetragen. Wo die GPS-Erfassung aussetzte fehlt ein Stück in der schwarzen Kurve sowohl in der zeitlichen als auch wegmäßigen Darstellung. Aber auch die zeitliche Aufzeichnung stimmt nicht, als das GPS Gerät Empfang hatte. Wie sonst ist es zu erklären, dass an der Stelle wo das 4 Rad etwa 74 km/h fuhr, nur 42 km/h dargestellt werden. Da muss auf jeden Fall Zeit eingefügt werden. Aber auch die Geschwindigkeits-Weg Darstellung ist durch den Ausfall nicht stimmig. Die schwarze Kurve muss genau dort eine Senke haben, wo das Höhenprofil den ersten und zweiten Hügel hat. Die schwarzen Kurve hat aber die Senken immer etwa 100 m davor. Man könnte das verschieben, aber kann man sich bei solchen unseriösen Aufzeichungen überhaupt noch auf die mitgeschnittenen Geschwindigkeiten verlassen ? Die violette Kurve bekomme ich trotz Bemühung nicht an die schwarzen Kurven rangeschoben, deshalb stimmt auch das P-v nur für die violette Kurve.

Auch mit dem Evo R gab es kleine GPS Ausfälle. Man kann sich auf GPS-Aufzeichung also nicht verlassen, insbesondere gibt es immer zeitliche Aufzeichnungsprobleme. Wenn man zB. lange schnell gerade aus fährt und rechtwinklig abbiegt, geht der Track erst ein Stück gerade aus weiter ehe er zeitlich verzögert der wahren Fahrtrichtung folgt. Wenn man langsam fährt ist das nur wenig zu merken. Da werden auf jeden Fall Glättungsberechnungen vorgenommen, welche zeitlich ungenaue Aufzeichnungen bewirken.

Es wäre schon gut das man die Geschwindigkeitsaufzeichung genau hätte, zB. über Tonaufzeichnung wie von labella baron vorgeschlagen. Ich habe aber keine Zeit mich damit zu beschäftigen. @gyps habt ihr ein gebrauchsfähiges Gerät für Messung und Aufzeichnung der einzelnen Radumdrehungen fertig ?

Evo k R Vierrad.jpg

Gruß Leonardi
 
Leonardi schrieb:
@gyps habt ihr ein gebrauchsfähiges Gerät für Messung und Aufzeichnung der einzelnen Radumdrehungen fertig ?
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Fertig ja, gebrauchsfertig nein. Wie das so immer mit Studentenprojekten ist. Das Ergebnis ist erreicht, der Student bekommt seinen Schein, dann wechselt er die Hochschule und obwohl ich ihm diesen Job gegeben hätte wird es nie gebrauchsfertig :-(

Das Ergebnis war allerdings recht klar. Wenn man es richtig macht, kann man mit einem einfachen ATMEL-basierten Evaluationboard und einem Hall Sensor die notwendige Genauigkeit ohne weiteres erreichen.
 
Vielleicht sollten wir mal im Frühjahr / Sommer hier bei uns im Süden solch einen Rolltest durchführen (z.B. auf meiner Arbeitsstrecke mit Geschwindigkeiten bis über 90km/h), dann kann ich vielleicht aus der Arbeit zwei geodätische GNSS-Systeme ausleihen (bis 20 Hz Aufzeichnungsrate, Genauigkeit mit Postprocessing im Zentimeterbereich). Der Aufwand, den Leonardi betreibt ist sehr lobenswert, passt aber meines Erachtens nicht zur Qualität der Inputdaten.
 
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