Daten vom Beschleunigungssensor als Wegqualität auf Karte visualisieren

[white_speed]

Mir schwebt vor, die Daten vom Beschleunigungssensor meines Smartphones aufzuzeichnen, in Wegqualität umzurechnen und diese auf einer Karte (Google Maps o. ä.) zu visualisieren. Die Wegqualität könnte aus Frequenz und relativer Stärke der Erschütterungen abgeleitet werden. Der parallel aufgezeichnete GPS-Track würde je nach Wegqualität in Grün, Gelb oder Rot (mit Zwischenstufen) dargestellt werden. Das würde mir sehr beim Optimieren von Routen helfen, da ich mir die schlechten Wegabschnitte nicht merken kann und auch keine Lust habe, mir während der Fahrt Notizen zu machen.

Das Ganze besteht also aus 3 Phasen:

1. Aufzeichnen der Daten des Beschleunigungssensors (Accelerometer). Kein Problem, dafür gibt es drölfzig Millionen Apps.
2. Berechnen der Wegqualität als Prozentwert. Das scheint mir das schwierigste Problem zu sein, da hier einiges an Berechnung erfolgen muss, um die Daten zu mitteln, die Frequenz auszuwerten etc.
3. Visualisieren der Daten. Ein Lösungsansatz wäre die Daten im GPX-Track zu speichern, entweder als Custom Field oder ein Standardfeld (bspw. Höhe) zu missbrauchen. Mit GPS Visualizer lassen sich Tracks auf Basis von Daten einfärben. In diesem Beispiel die Höhe. So möchte ich das auch für die Wegqualität haben.

Hat jemand für 2.) bereits eine Lösung oder sogar eine Komplettlösung?
Das Ganze könnte für viele Tourenfahrer ziemlich interessant sein, dennoch habe ich hier im Forum und im Web noch nichts brauchbares gefunden.

 

[einrad]

Wenn das eine Online Geschichte werden soll, die für weitere Fahrer offen ist:
Wie skaliert man die gemessenenen Beschleunigungswerte?
Einfach am Anfang der Runde mit Vorderrad und Hinterrad durch ein Schlagloch fahren?
Oder den höchsten Wert der Runde als Maximum festlegen?

 

[Fanfan]

Das Ganze könnte für viele Tourenfahrer ziemlich interessant sein, dennoch habe ich hier im Forum und im Web noch nichts brauchbares gefunden.

Würde das "smoothness"-Tag der OSM dafür taugen?

Wie skaliert man die gemessenenen Beschleunigungswerte?

Wird wohl nur über Vergleichsmessungen an Referenzstrecken gehen. Das Smartphone wird ja in einer Tasche stecken oder am Rahmen/Lenker festgezurrt sein. Da hat man mindestens Reifen und evtl. Federung als "Filter" zum Boden, und ich glaube nicht, dass man deren Filterwirkung irgendwie zurückrechnen kann.

 

[Hein]

Moin!

Mir schwebt vor, die Daten vom Beschleunigungssensor meines Smartphones aufzuzeichnen, in Wegqualität umzurechnen und diese auf einer Karte (Google Maps o. ä.) zu visualisieren.

Gefällt mir! Ich habe mal "versehentlich" solche Daten gesammelt, als ich eigentlich das Ansprechen meiner Federung dokumentieren wollte.

Ich grab da nochmal im Forumsarchiv ... vielleicht finde ich ja noch etwas.

Als Sensor habe ich das mit Klebeband auf dem (gefederten) Gepäckträger befestigte Smartphone verwendet. Die Oberflächenqualität ließ sich trotz Federung an den Meßdaten erkennen.

Tschüs!

Hein
[DOUBLEPOST=1537194182][/DOUBLEPOST]Moin!

Ich grab da nochmal im Forumsarchiv ... vielleicht finde ich ja noch etwas.

Hier der Link zur Nachricht, in der das Thema Fahrbahnqualität zur Sprache kommt:

https://www.velomobilforum.de/forum...-mit-beschleunigungsmesser.31170/#post-412428

Tschüs!

Hein

 

[TimB]

Das würde mir sehr beim Optimieren von Routen helfen, da ich mir die schlechten Wegabschnitte nicht merken kann und auch keine Lust habe, mir während der Fahrt Notizen zu machen.

Das wäre für Dich bestimmt eine Lösung. Für alle anderen hat das aber keine echte Aussage. Andere Federung, andere Reifen, andere Fahrlinie, andere Geschwindigkeit, andere Dämpfung des aufnehmenden Handys, andere Aufnahmefrequenz der App geben jeweils ein anderes Messergebnis.

Wird wohl nur über Vergleichsmessungen an Referenzstrecken gehen.

Das reicht nicht, da man daraus nicht auf die anderen Strecken schließen kann, wenn die Messsysteme unterschiedliche Eigenschaften der Strecke messen - man bräuchte Referenzmessgeräte, sowas wie ein nachgezogenes Messrad.

Letztendlich müsste man an die Daten von sowas kommen. ich hab die passenden fahrzeuge bei uns schon fahren sehen - die gemeinden werden aber wohl ungern die Daten ihrer schlechten Straßen rausgeben wollen

Gruß,

Tim

 

[white_speed]

Wenn das eine Online Geschichte werden soll, die für weitere Fahrer offen ist

Erstmal würde ich mich freuen, wenn ich meine Sensordaten vernünftig ausgewertet bekomme. Online Geschichte wäre für mich höchstens insofern denkbar, dass man die Auswerte-App online stellt (ohne dass die Daten anderer Fahrer zu sehen sind). Allein sowas allgemeingültig hinzubekommen, wäre schon eine Hausnummer. Ich verliere leider bei solchen Hobby-Software-Projekten schnell die Lust, wenn ich mehr tun muss, als für mich selbst erforderlich ist. Auch von daher wäre es besser, etwas Vorhandenes nutzen zu können. Kann mir einfach nicht vorstellen, dass noch niemand auf diesem Planeten auf dieselbe Idee gekommen ist.

Würde das "smoothness"-Tag der OSM dafür taugen?

Scheint mir etwas grob abgestuft zu sein. Wenn man nach den Fotos geht, gibt es ja nur 3 Stufen für befestigte Straßen, ab "smoothness=bad" und darunter sind das quasi schon Offroad-Strecken. Zwischen "smoothness=good" und "smoothness=intermediate" gibt es noch Abstufungen, die ich evtl. noch fahren würde. Ist auch ziemlich subjektiv, was der eine schon als "intermediate" betrachten würde, ist für den anderen vielleicht noch "good". Oftmals fehlt das "smoothness" Tag bei OSM auch noch, obwohl ich den Eindruck habe, dass es über die letzten Jahre schon besser geworden ist.

Wird wohl nur über Vergleichsmessungen an Referenzstrecken gehen.

Man müsste die Auswertungs-App gewissermaßen "trainieren". Man fährt einmal auf definierten Oberflächen (bspw. Skater-Asphalt, normaler Asphalt, rauher Asphalt, Kleinpflaster und Kopfsteinpflaster) und speichert die Charakteristik der gemessenen Werte als Referenz. Ein richtig guter Algorithmus könnte anhand dieser Vergleichswerte theoretisch auch bei einer unbekannten Strecke die Art der Oberfläche identifizieren (bspw. Kleinpflaster = relativ hohe Frequenz, mittlere Amplitude). Das "Trainieren" müsste natürlich jeder für sich selber machen.
Am Ende könnten aber durchaus vergleichbare Werte herauskommen (sagen wir eine Skala von 1-10, wobei 1 für Skater-Asphalt und 10 für grobes Kopfsteinpflaster steht).

Andere Federung, andere Reifen, andere Fahrlinie, andere Geschwindigkeit, andere Dämpfung des aufnehmenden Handys, andere Aufnahmefrequenz der App

Die Faktoren Federung, Geschwindigkeit, Dämpfung, Aufnahmefrequenz ließen sich theoretisch durch das oben skizzierte "Training" der App herausfiltern.
Bliebe noch die Fahrlinie, die insbesondere auch zwischen Ein- und Mehrspurer stark abweichen kann. Mit dem Einspurer kann ich besser um Unebenheiten herumfahren. Mit einem gefederten Rad weiche ich manchen Unebenheiten gar nicht aus, weil sie weniger spürbare Auswirkungen haben. Inwieweit das alles in der Praxis die Vergleichbarkeit einschränkt, müsste man halt ausprobieren.

Ist mir aber eigentlich schon zu weit gedacht, es wäre ja schon ein Fortschritt, wenn die Vergleichbarkeit erstmal nur für die persönlichen Fahrten besteht.

 

[white_speed]

Hier mal ein Beispiel der Daten meines Sensors beim Übergang von gutem Asphalt auf Großsteinpflaster Berliner Art (kein Katzenkopf). Der Bereich der x-Achse entspricht ca. 7 s (Aufzeichnung mit 500 Hz).



So sehen die Rohdaten aus (nicht dem Diagramm entsprechend, 3000 Datenwerte will hier keiner lesen):

 

[Hein]

Moin!

So sehen die Rohdaten aus (nicht dem Diagramm entsprechend, 3000 Datenwerte will hier keiner lesen):

Welche zeitliche Auflösung hast Du denn? Ich glaube, mein altes Handy damals lag bei < 20 Hz.

Tschüs!

Hein

 

[Langhals]

Ist mir aber eigentlich schon zu weit gedacht, es wäre ja schon ein Fortschritt, wenn die Vergleichbarkeit erstmal nur für die persönlichen Fahrten besteht.

Aber dann versteh ich den Sinn dahinter nicht. Die persönlichen Strecken bist Du dann ja schon gefahren, wenn Du sie aufgezeichnet hast und hast die Wegqualität dann ja schon am eigenem Leib erfahren. Nur als Gedächtnisstütze find ich das etwas aufwendig.

Wenn man allerdings das Fahrrad dazu bringen könnte, schon mal eine Strecke alleine nur mit Sensoraufzeichnung abzufahren .....

Gruß
Geli

 

[white_speed]

Welche zeitliche Auflösung hast Du denn?

500 Hz. Ist wahrscheinlich schon Overkill für den Anwendungszweck. Habe das mit "Physics Toolbox Accelerometer" App aufgezeichnet und dabei Sensoraufnahmerate "schnell" eingestellt. Das Ding könnte man fast als Seismograph benutzen. Wenn das Schlaufon auf dem Tisch liegt und ich laufe auf den Dielen vorbei, ist jeder Schritt deutlich zu sehen.

Aber dann versteh ich den Sinn dahinter nicht. Die persönlichen Strecken bist Du dann ja schon gefahren, wenn Du sie aufgezeichnet hast und hast die Wegqualität dann ja schon am eigenem Leib erfahren.

Nach einer längeren Strecke weiß ich meist nur noch, ob irgendwo schlechte Abschnitte waren, aber ich kann diese dann nicht mehr genau verorten, um sie beim nächsten Mal zu umfahren. Manchmal verdränge ich die schlechten Abschnitte auch ganz und ärgere mich dann bei der zweiten Befahrung erneut.

 

[jaap1969]

Ich weiß daß in den Niederlanden schon lange Messraeder bestehen die mit Beschleunigungsmesser die Qualität von Radwegen messen.
Kurze suche "kwaliteit fietspad sensor" zeigt das es da schon app Entwicklungen gibt.
Hier ein Bericht zu einer schwedischen Studie.
http://nordicroads.com/condition-of-bicycle-paths-can-be-measured-using-mobile-app/

 

[Rheinknie]

Wie skaliert man die gemessenenen Beschleunigungswerte?

Zunächst mal mit einer Glättungsfunktion und anschließend nicht linear? Du musst ja einzelne Schlaglöcher von schlechtem Asphalt oder Kopfsteinpflaster unterscheiden.

Vermutlich muss das ganze noch Geschwindigkeitsanhängig sein. Fahrwerk und Reifendruck machen auch was aus.

 

[HeinzH.]

Moin moin!

Mir schwebt vor, die Daten vom Beschleunigungssensor meines Smartphones aufzuzeichnen, …. (…..)

Einen Thread mit fast gleichlautender Fragestellung, nämlich "Trassenqualität mit dem Smartphone messen?" hatte ich am 22.August d.J. im Radreise & Fernradler Forum gestellt, er bleib letztlich ohne Ergebnis. Eine Direktverlinkung ist bei Dies&Das-Themen nicht sinnvoll, da diese nur von registrierten Mitgliedern dieses Forums angeklickt werden können.

In den Niederlanden gibt es eine ganze Flotte von speziellen Messfahrräder, s.g. Meetfiets, näheres findest Du hier: "Nur Komfort? Oberflächenqualität von Radverkehrsanlagen"

Da ich schon vor einiger Zeit meine Fahrradnavigation auf Smartphone umgestellt habte, und das dafür genutzte Zweit-Smartphon oft mittel Halterung dann sowieso am Fahrrad befestigt ist, wäre ich an diesem Thema selbst interessiert.
Gruß aus Münster,
HeinzH.

 

[Raton]

Ihr müßt aufpassen nicht zu Datenmessis zu werden.
Den Übergang von Asphalt zu Pflaser kann ich sehen und dann auch spüren gut das ich jetzt auch weiß wie er sich in so einen Diagramm darstellt

 

[Gear7Lover]

Vorschlag zum Kalibrieren:

• Nullen: Nach der Montage am Rad musst Du erstmal den Sensor Nullen oder aber nachträglich den Ruhe-Ausschlag der 3 Sensoren infolge konstanter Erdbeschleunigung von 1g ermitteln und von den Messwerten abziehen. Das wäre der Durchschnittswert.
• Zum Problem dass jeder andere Reifen, Federung und mehr oder weniger klapperfreie Handy-Halterung und andere Beschleunigungssensoren eingebaut hat. Und man die Werte verschiedener User aber vergleichbar haben möchte: Messtrecken auf ein Portal hochladen. Wenn zwei oder mehr Messfahrten desselben oder verschiedener User über den gleichen Streckenabschnitt gehen: Durchschnitt bilden und Korrekturfaktor für jede Messfahrt bestimmen.
• Zum Problem, dass ein Einspurer besser den Löchern ausweichen kann: Keine Idee wie man das Vergleichbar bekommt. Es macht ja bereits einen Unterschied ob man dieselbe Strecke bei Tag oder Nacht fährt. Mann was hab ich in der Nacht schon Schachtdeckel übersehen... Der Scanner vom @TimB kann das ist aber zu teuer für Massen.

Wie man so was programmiert? Keine Ahnung. Strava Heatmaps. Strava könnte auch Meereshöhe der Strecken mitteln, viel genauer als die Satelitendaten. Strava ist ziemlich träge und unbeweglich. Vielleicht den Macher von Velohero mal anhauen, ob er anstatt nur Position und Geschwindigkeit auch die Beschleunigungssensordaten speichern und aufbereiten kann.

 

[TitanWolf]

Wenn derart gemessene Daten hinterlegt werden sollen, ist es jedoch wichtig, eben keine Fahrt"sprünge" vom Asphalt auf den Radweg o.Ä. zu veranstalten, denn niemand wird nachvollziehen können, wo genau der "Messfahrer" zu jeder Zeit hoch oder hinunter gefahren ist.

Eingetragen wird als Strecke nur die Route selbst und nicht, ob der Fahrer einem großen Schlagloch oder einem schlechten Asphaltstück über den Radweg ausweicht. Ohnehin ist die Kombi von Radweg / Fahrbahn bei manchen Strecken dann verwirrend. Oder es müssten gleich zwei Angaben hinterlegt werden..

Auch ist der Winkel des Smartphones in seiner Halterung oder an angeklebter Stelle nicht unwichtig. Denn sobald ein Kippwinkel um eine der Achsen hinzukommt, wird das interne Gyroskop auf zwei Achsen Ausschläge verzeichnen, jedoch nicht mehr die Intensität der Ausschläge pro Achse, welche ein rein einachsiger Ausschlag verzeichnen würde, da es sich richtungsseitig aufteilt.

Von den unterschiedlichen Messgenauigkeiten und -sensormodellen ganz zu schweigen. Eine zwangsläufige Angleichung ist somit Pflicht.

Viele Grüße
Wolf

 

[Gear7Lover]

Es muss immer aus allen 3 Achsen die Resultierende Vertikalkomponente errechnet werden. Die Nullmessung bei ruhendem Fahrzeug sagt uns in welchem Winkel die Sensoren zur Vertikalen stehen.

 

[Raton]

Auch ist der Winkel des Smartphones in seiner Halterung oder an angeklebter Stelle nicht unwichtig. Denn sobald ein Kippwinkel um eine der Achsen hinzukommt, wird das interne Gyroskop auf zwei Achsen Ausschläge verzeichnen, jedoch nicht mehr die Intensität der Ausschläge pro Achse, welche ein rein einachsiger Ausschlag verzeichnen würde, da es sich richtungsseitig aufteilt.

Du sprichst mir aus der Seele.
Jeder wird unterschiedliche Daten messen weil die Meßgeräte allesamt nicht aufeinander geeicht sind. Ein Wieselfahrer ohne Federung bekommt komplett andere Daten als ein Wild One Fahrer.
Auch wenn es nett gemeint ist wird dann nur Datenmüll zusammengetragen und dann evt. auch noch verbreitet.
Es gibt da in der Meßtechnik ein ganz gutes Sprichwort. Shit in Shit out.


LG

 

[white_speed]

Datenmüll zusammengetragen und dann evt. auch noch verbreitet

Dieser Thread entstand aus dem Bedürfnis nach einer Tour auf einer Karte ablesen zu können, wo es am meisten gerüttelt hat. Nicht mehr und nicht weniger.

Um eine online Verbreitung der gesammelten Daten geht es mir erstmal gar nicht. Bitte das Thema nicht zu breit werden lassen.

 

[Langhals]

Jeder wird unterschiedliche Daten messen weil die Meßgeräte allesamt nicht aufeinander geeicht sind. Ein Wieselfahrer ohne Federung bekommt komplett andere Daten als ein Wild One Fahrer.

Aus diesem Grund wäre die angedachte Messtechnik sehr gut dafür geeignet, verschiedene Federungs-/Dämpfungssysteme miteinander zu vergleichen.
Immer das gleiche Messgerät/Smartphone, die gleichen Strecken, verschiedene Fahrzeuge/Federungen/Reifen.

Gruß
Geli