VM-Roll Unterthema Messmethoden, Auswertungen und mehr

[Elmi]

Ich habe meine Zweifel, ob der Handwerker, der die Lampen aufgehängt hat, so genau auf gleichen Abstand geachtet hat.

deshalb schrieb ich ja (als Frage)
>
Zur Positionsbestimmung der Lampen ist eine rel. einfache Zusammenführung von Radsensor=Entfernungsmessung (evtl. 3 Magnete) möglich und praktikabel?
Zu ungenau? Reflexlichtschranke nehmen und Speichennippel zählen?
<

Die Auswertung der Lichtmessung muss auch mit "halblebigen", blinkenden und ausgefallenen Lampen klar kommen.
Das wiederum halte ich für handhabbar wegen der "wenigen" Messpunkte/Werte

Überschlagsrechnung:
Eine Lampe alle 10m gibt bei 580m maximal 58 Messpunkte. Die lassen sich schon fast manuell kontrollieren
Ist das zu wenig für eine genaue Messung/Auswertung? Es sollte doch reichen, weil die Deltas (Geschw. Zuwachs/Abnahme) moderat und ziemlich vorhersehbar (konstant) sein werden.

Was Geschossgeschwindigkeiten anbetrifft, messen diese Systeme auf Strecken zwischen 3 und 20 cm Abstand (den zwei Messpunkten) bis zu 1400-1600 FPS sehr zuverlässig. Bedingt einen schnellen Mikrocontroller (> 33 MHz empfehlenswert) und latenzarme Bauteile, ist jedoch problemlos möglich.

Merci
Es zeigt eine Diskrepanz. Messungen im Millisekunden-Abstand und zwei Messungen im Nanosekunden-Bereich gehen nicht gut zusammen in einem System, genauer Sensor und Messrate.
Entweder das Log wird richtig aufgeblasen mit unnötigen Daten um Start und Ziel (Laser) erfassen zu können, oder ein zweites Sensor-System nur für Start/Ziel

Zweite Variante:
Laser waagerecht anordnen (näher am Objekt und weniger Sonneneinfluss)
zusätzlicher (hier IR-) Sensor ebenso, aussen am VM (Störeinfluss bei höheren Geschwindigkeiten durch senkrechtes Tesaband mit Lackdraht-Leitungen)
IR-Sensor Signal über Interrupt ins Log. (wegen Messung ausserhalb der "Lampen" unerheblich für deren Messung (Genauigkeit)

Ich wollte die Lichtidee einfach mal mit den Videoaufzeichnungen testen. Das erfordert keinen besondern Hardwareaufwand - aber lange Computernächte.

Ich weiss, es ist nicht viel Aufwand (absolut) ein Oli entsprechend aufzubauen, aber die Umstände... Falls ich nächste Woche den Tunnelblick bekomme wird das ohne den Oli sein müssen.
Cam zum einfachen "Sensor" umfunktionieren mit matter "Filter" Scheibe vor der Linse? dann sind kaum Bildinfo vorhanden sondern nur noch (wenige Farb und) Helligkeitswerte. Ein Streifen "Tesa beschriftbar" über die Linse kleben? Ein Fitzelchen Tesa gegen lange Nächte


Nachtrag.
Bin virtuell durch den Tunnel und hab Lampen gezählt.
30 Lampen oben und 2 Lampen seitlich versetzt (in der Mitte)
Tunneltypisch in Portalnähe dichter als in der Mitte.
Also "nur" rund 30 Messwerte/Punkte auf der Tunnelstrecke.

Irgenwelche negativen Folgen?
Die positiven Folgen nimmt man gern

 

[Patrick]

Entweder das Log wird richtig aufgeblasen mit unnötigen Daten um Start und Ziel (Laser) erfassen zu können, oder ein zweites Sensor-System nur für Start/Ziel

Oder das Log wird moderat aufgeblasen, indem das System die Abtastrate intelligent um die erwarteten Ereignisse herum erhöht?

 

[Elmi]

Oder das Log wird moderat aufgeblasen, indem das System die Abtastrate intelligent um die erwarteten Ereignisse herum erhöht?

ist eine gute und intelligente Idee. Mach mal ansatzweise durchdachten Detailvorschlag Du holst damit einen Teil der Auswertung wieder mit in die Logger (Schwellwert definieren und so)


Können wir für den Tunneltest jetzt schon festlegen wieviele Messpunkte sinnvoll nötig sind? -> Hintergrund langsam Messverfahren festlegen (Lichttest mit Cam/Sensor fehlt ggf. noch)

Es gibt Aussagen von 4 Meßstellen auf der Strecke (Thema mit Transpondermessungen) über eine Messung pro Sekunde bis Audioaufzeichnung = Permanentmessung
Die Lichtsensor-Lösung hätte mit Eingang und Ausgansmessung(Tageslicht oder Laser) 30 bis 35 Messwerte auf 585m. Ist das hinreichend?

Für die Reifen/Spur-Tests wird es wohl weiterhin zwingend nötig sein die Radumdrehungen exakt zu messen. Reifen, Umfang, Druck, Gewichtsabhängig, Schlupf...

-> verschiedene einfache Logger oder Kombilogger. Auch in Zusammenhang mit dem freundlichen Angebot von @gyps hier

... ein Praxisprojekt gegeben, mit dem Ziel einen Datenlogger zu entwickeln, der eine Messgenauigkeit hat, die bei 20 m/s noch 0,01m/s beträgt. Die Bedienung sollte einfach, der Stromverbrauch niedrig und die Materialkosten gering sein. Aktuell ist er in der Prototyp fertig und erfüllt wohl so weit die Anforderungen. Die letzten zwei Schritte, die nun noch fehlen sind die Fertigung von 5-10 Exemplaren und der Test in der Praxis. Die sollten in den nächsten Wochen abgeschlossen sein. Die genannten Exemplare könnte ich, wenn sie fertig sind, zur Verfügung stellen.
Viele Grüße,
Alex

 

[gyps]

Für die Reifen/Spur-Tests wird es wohl weiterhin zwingend nötig sein die Radumdrehungen exakt zu messen. Reifen, Umfang, Druck, Gewichtsabhängig, Schlupf...

Wenn Start- und Ziel-Linie fest sind und exakt vermessen wurden, können wir auch daraus zurückrechnen. Das sollte recht genau möglich sein.

-- Alex

 

[Leonardi]

@Elmi nicht zu Eifrig, ruhe Dich etwas aus, Deine Kräfte werden später noch gebraucht. Normalerweise reicht die Genauigkeit vom Polar, erst Recht im Vergleich mit zusätzlicher Gyromessung.

Damit verzettelt man sich erst mal nur: über einen senkrechten Stohhalm unten Lichtsensor, am ausrollenden VM befestigt, Lampen bzw. Zeit-Weg erfassen. Der Lichtsensor wäre dann entsprechend der Lampenlänge zB. 1,5m belichtet und die restl. Zeit im Dunkeln. Man muss aber auch bedenken, das die Deckenleuchten aber auch nach Reparaturen verschoben aufgehängt werden könnten.

Diese Eventualitäten berücksichtigend, nehme ich die Position der Lampen in die Höhenmessung auf, solange die Höhenmesspunkte einigermaßen gleich auf der Wegstrecke verteilt - ist es ja egal an welchen Punkten der Strecke ich die Höhe erfasse. Wer weiß wofür man es doch nochmal benötigt.

Gruß Leonardi

 

[Patrick]

Mach mal ansatzweise durchdachten Detailvorschlag

Beispiel Durchgang Speichenmagnet/-reflektor:

- Zeit zwischen den letzten beiden Durchgängen als Ausgangdatum
- zu erwartende maximale Änderung durch Beschleunigung einrechnen
- bis kurz vor erwartetem Durchgang den Sensor nicht auslesen, dann aber mit hoher Rate
- Bei Sensordurchgang routine von vorn

mit hinterlegtem Modell und hinterlegten Höhenwerten und weiteren Sensordaten wie Luftdruck und Temperatur kannst Du aus den Korrekturwerten für die Erwarteten Durchgänge unmittelbar Näherungswerte für C_rr und C_wA ausgeben lassen. Eventuell sogar, wenn Du vor hast nach Kalibrierduchgängen nur noch aerodynamische Versuche zu machen, den C_rr fixieren für die Berechnung der Aero-Versuchsreihen - und umgekehrt.

Edith meint, das wäre was, das man mit @ThomasT diskutieren muß

 

[Elmi]

Beispiel Durchgang Speichenmagnet/-reflektor:

- Zeit zwischen den letzten beiden Durchgängen als Ausgangdatum
- zu erwartende maximale Änderung durch Beschleunigung einrechnen
- bis kurz vor erwartetem Durchgang den Sensor nicht auslesen, dann aber mit hoher Rate
- Bei Sensordurchgang routine von vorn

mit hinterlegtem Modell und hinterlegten Höhenwerten und weiteren Sensordaten wie Luftdruck und Temperatur kannst Du aus den Korrekturwerten für die Erwarteten Durchgänge unmittelbar Näherungswerte für C_rr und C_wA ausgeben lassen. Eventuell sogar, wenn Du vor hast nach Kalibrierduchgängen nur noch aerodynamische Versuche zu machen, den C_rr fixieren für die Berechnung der Aero-Versuchsreihen - und umgekehrt.

Öhm...
Erst mal Danke für den wirklich schon gut angedachten Lösungsvorschlag. Hätte mir denken können dass das eine High-Level-Lösung werden könnte bei Dir.

Mir ist das viel zu kompliziert -> vielleicht mag das einer der anderen Sensoren(Personen) zusammen mit dir weiterführen?!
Nachtrag(Edit). Menno, deine Edith kommt auch gerne später. Wenn's Spaß macht ...


Ich hab ja auch Gedanken und die Oli bestellt. Mein Denken geht in Richtung "Einfachstlösung".
Ein Lichtsensor (ggf. IR noch zusätzlich). Mit deiner Idee verbandelt und an dem geringen Messwert-Aufkomman ausgerichtet dann Messung Start mit hoher Auflösung. Nach zwei erfassten Lampen umschalten auf langsamen Modus und nach gezählten 28 Lampen wieder zurück auf schnellen Modus.

Wahrscheinlich ist es schadlos Bsp. 500'000* Messwerte zu protokollieren. Die Auswertung bleibt dennoch einfach. Die CF-Karte ist groß genug dafür, die Olle... Programmierung ein geschätzter 10-Zeiler

@Elmi über einen senkrechten Stohhalm unten Lichtsensor, am ausrollenden VM befestigt, Lampen bzw. Zeit-Weg erfassen. Der Lichtsensor wäre dann entsprechend der Lampenlänge zB. 1,5m belichtet und die restl. Zeit im Dunkeln. Man muss aber auch bedenken, das die Deckenleuchten aber auch nach Reparaturen verschoben aufgehängt werden könnten.

Strohhalm senkrecht... Aerodynamisch eine Katastrophe Messöffnung wandert geschwindigkeitsabhängig (nach hinten)
Strohhalm nach innen verlegen = Loch bohren
Spaß beiseite, ich hab auch schon kurz an dieses Problem gedacht, dann aber nicht weiter verfolgt. Merci für die Erinnerung

kleine Blende 5mm hoch mit "Sehschlitz" quer sollte einfach machbar sein.
oder 16Grad Mini-Linse 10mm Durchmesser, 6,6mm hoch


@gyps meld dich bitte wieder, sobald mehr weisst zu dem/deinem Projekt Datenlogger


* Hinweis: es ist in der Messtechnik durchaus üblich solche (für Externe scheinbar sinnlose) Datenmengen zu erzeugen. Ist dann sowas wie Vorratsdatenspeicherung

 

[labella-baron]

Datenmengen zu erzeugen. Ist dann sowas wie Vorratsdatenspeicherung

 

[Elmi]

Sodele,

aus diesem Thema werd ich mich ziemlich zurückziehen und die Spezialisten sich totlaufen lassen. (wird mir zu kompliziert hier )
Falls es Sinn macht, kommen meine Ollis auch noch zum Einsatz. Meinetwegen auch durch andere Hände.

Ziel hier sollte sein,
in 6 Wochen Datenlogger einsatzbereit zu haben (klappt eh nicht ganz).
In 8 Wochen dann die geschätzte V2.7 echt einsatzbereit
und 2 Wochen vor der SPEZI dann soweit dass ein echter Test stattfinden kann. Outdoor. Mit anderen Leuten zusammen. iRL
Also Sensoren incl. Recorder in versch. VM tatsächlich und einfach einbaufähig bist messbereit incl. gesicherter Datenentnahme u Einsatzbereit für weitere Messung

Ich mach dann an anderen Bereichen weiter, wie OberB von Plein kontaktieren und weitere Vita Mina Be ...

 

[ThomasT]

Ich mach dann an anderen Bereichen weiter

Du kannst doch hier nicht einfach abhauen.
Um Dir zu zeigen, daß mit der Videokamera durchaus gute Chancen bestehen, die Position zu bestimmen, habe ich ein Ultrakurzdemo gebastelt. Der Demotunnel ist zwar nicht mit Deinem Tunnel vergleichbar, sondern eher noch schlimmer, aber trotzdem sieht man, daß da was geht. Die Tunneldurchfahrt stammt von diesem Video. Die Einfahrt und Ausfahrt habe ich in der Auswertung weggelassen. Hier ist das Diagramm der Helligkeit über die Zeit. Die Lampen hängen tatsächlich so unregelmäßig.

Und nur, um zu zeigen, daß diese Auswertung noch völlig ohne Tricks auskommt, poste ich hier den Source Code:

#!/usr/bin/python
# vim: ts=4 expandtab fileencoding=utf8
"""
Messe die Helligkeit der Bildersequenz und mache eine Diagramm Helligkeit über die Zeit
"""

import os.path
from pylab import *
import numpy as np
import scipy.misc as sm




def img2light(filenames):
    times=[]
    light=[]
    filenames.sort()
    for i,filename in enumerate(filenames):
        if i>1000: break
        print i,"evaluating",filename
        im = sm.imread(filename)
        times.append(float(i)/rate)
        light.append(sum(im))
    return times,array(light)

if __name__=="__main__":
    import sys
    rate = 30
    filenames = sys.argv[1:]
    times,light=img2light(filenames)
    #light -= average(light)
    plot(times,light)
    grid(1)
    xlabel("Zeit / s")
    ylabel("Licht")
    title(u"Helligkeit im Tunnel")
    savefig("tunnellicht.png")

Es ist klar, da geht noch viel mehr. Bereiche ausschneiden, usw.

Nachtrag: Obiges Script nimmt die Standbilder, die mit folgendem Command erzeugt wurden:

os.system("avconv -ss %i -t %i -i %s -s 128x64 -r %i -f image2 %s"%(starttime,endtime-starttime,infilename,outputrate,outfilename))

Die originale Bildgröße wurde massiv reduziert. Mit der hohen Auflösung kann man natürlich noch mehr tricksen. (Fett extra für @Reinhard)

Noch ein Nachtrag:
Daraus folgt: Videoaufnahmen nicht vergessen!

 

[TimB]

Um Dir zu zeigen, daß mit der Videokamera durchaus gute Chancen bestehen, die Position zu bestimmen

Daraus folgt: Videoaufnahmen nicht vergessen!

Sehr überzeugend. Da könnte man was draus machen.
<Fantasiermodus an>
Es gibt Laser,
Bandpassfilter und
Laserschutzbrillen.
Jetzt genügend Laser in abgemessenen Abständen so anbringen, daß sie beim Vorbeifahren einen Diffraktionsschirm (hrmBackpapierrgll) vor dem Bandpassfilter am Empfänger (Objektiv, Photodiode) beleuchten und man hätte sehr trennscharfe Messpunkte.
Damit man auch sicher trifft, wären evtl. Linienoptiken nötig.
<Fantasiermodus aus>

Wellenlänge natürlich wählbar, in rot hat schon meine Wasserwaage von Baumarkt Albrecht einen Linienlaser, aber grün ist weiter von den Gelbfunzeln weg.

Gruß,

Tim

 

[Leonardi]

Noch ein Nachtrag:
Daraus folgt: Videoaufnahmen nicht vergessen!

@Elmi bitte in Liste eintragen: "ThomasT macht die Videoaufnahmen und wertet sie aus"

Gruß Leonardi

 

[Elmi]

Du kannst doch hier nicht einfach abhauen.
Um Dir zu zeigen, daß mit der Videokamera durchaus gute Chancen bestehen, die Position zu bestimmen, habe ich ein Ultrakurzdemo gebastelt. ...
Daraus folgt: Videoaufnahmen nicht vergessen!

Ich hau nicht ab, werd das hier seeehr genau beobachten. Wo is meine Brille hin?!
Aber aus der zweiten oder dritten Reihe, und mich bis auf Weiteres rauß halten und zusehen was für Hologramme TimB an die Tunneldecke zaubert

ThomasT macht die Videoaufnahmen und wertet sie aus

Die ersten Aufnahmen machen wir hoffentlich gemeinsam bei der Vermessung. Die Auswertung dann -> @ToT is ja klar, ne.

Gips in Germersheim einen Tunnel mit Licht? Rolltest Abends/Nachts unter Strassenlaternen? Armleuchter an Teststrecke aufstellen?

 

[Patrick]

Wo is meine Brille hin?!

Die erste oder die zweite Linsengruppe?

 

[Leonardi]

bitte in Liste eintragen: "ThomasT macht die Videoaufnahmen und wertet sie aus"

war nicht so gemeint, zur Entschuldigung gibt es eine Probeaufnahme mit 30 Frames Per Sekunde erst ca. 20 km/h dann ca. 60 km/h dann Auslauf zum Stillstand, keine Ahnung warum das Video jetzt auf dem Kopf steht. Müsste wohl besser eine LED helle LED an den Speichen sein, oder mindestens eine viertel Umdrehung weiß, der Rest schwarz - damit sich etwas erfassen lässt ?

Gruß Leonardi

 

[Leonardi]

hier kann man lesen, http://gwegner.de/blog/video-mit-der-dslr-die-ideale-belichtungszeit-und-wie-man-sie-erreicht/
das die Belichtungszeit für jedes einzelne der 30 Bilder pro Sekunde von der Helligkeit bei der Aufnahme abhängt (mit Graufilter zu verlängern), im Normalfall bei etwa 50%, also 1:1 liegt. Das heißt bei 30 FPS etwa 1/60 s belichtet und 1/60 s verschlossen wird. In dieser Zeit wird bei einer Fahrgeschwindigkeit von 36 km/h = 10m/s an Decke oder Fahrbahn ein Weg von 10 m/s * 1/60 s = 17 cm zurückgelegt. Ergibt eine Bewegungsunschärfe von 17 cm wie bei einem Foto wo innerhalb der Belichtungszeit der Gegenstand um 17 cm weiterbewegt wird. Selbst wenn man die Belichtungszeit wesentlich verkürzt und doch immer den zB Anfang des verschwischten Bildes eingermaßen ausmachen kann, glaube ich nicht, das man auch nur in die Genauigkeit einer Geschwindigkeitserfassung bei 60 km/h auf 0,1 km/h kommt, oder ?

Wenn v=s/t und t beliebig genau zu erfassen ist (bei der Zeit geht das wohl) nimmt also der Fehler von v proportional mit dem Fehler von s ab. ... wie muss man weiter Überlegen ?

Und man muss dafür sorgen, das innerhalb der Belichtungszeit die zu erfassende Stelle am Kamerabild vorbeistreift. .... wie kann man das konstruktiv erreichen ? Vielleicht mehrere schnell blinkende LED´s an der Felge, wobei dann die Länge der Leuchtstreifen auf dem einzelnen Videobild einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit gleichzusetzen ist.

Bei Erfassung der Deckeleuchten einfacher ? Besser als nur die Position zB des Beginn der Leuchte (gibt nur Durchschnittsgeschwindigkeit der letzten zb. 15m) wäre dann die Dauer der Erfassung der Länge der Leuchte (Durchschnittsgeschwindigkeit bei den 1,5m der Leuchte) ?

Ich klinke mich hier aus, finde ich zu kompliziert, man verzettelt sich.

Gruß Leonardi

 

[Dieter Lutz]

Frage an die Spezialisten: Wie wäre es , nicht nach vorne, sondern ein Video nach unten, von der "vorbei - sausenden Straße" aufzunehmen?

Viele Grüße
Dieter

 

[Gear7Lover]

Und Du erklärst dich bereit die Strasse im 1m Raster abwechselnd weiss und schwarz anzumalen?

 

[labella-baron]

Video nach unten, von der "vorbei - sausenden Straße" aufzunehmen?

Hatte ich kürzlich schon vorgeschlagen - aber ...

 

[ThomasT]

Ein Link ohne die geringste Beschreibung wird halt selten gelesen, insbesonde in einem so verrauschten Forum wie diesem hier.

Und selbst wenn Du den Vorschlag direkt gemacht hättest, wäre er von Bedenkenträgern und Besserwissern totgeredet worden.