2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение24.10.2018, 04:18 


23/10/18
4
В футбольный мяч ($m\approx 0,750\text{ кг}$) помещается датчик с акселерометром и гироскопом. Акселерометр измеряет кажущееся ускорение по трем осям, гироскоп - угол поворота по трем осям. Как перейти от кажущегося ускорения к истинному?
Вообще полная задача состоит в том чтобы найти скорость мяча после удара по нему, и силу самого удара.
Есть три идеи, но все зависят от ускорения:
1)В тупую через второй закон Ньютона посчитать силу, но это не та сила будет как мне кажется
2)Через момент силы $M dt=dL; F l dt=J w; F l dt=2/5 m R^2 w$
3)Через работу $F dr + M dfi = (m V^2)/2+(J w^2)/2$

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение24.10.2018, 09:42 
Заслуженный участник


05/08/14
1564
Задача - чисто кинематическая. Сначало проинтегрировать показания гироскопов, потом акселераторов с учетом поворота осей координат, связанных с мячом.

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение24.10.2018, 13:09 
Аватара пользователя


14/11/12
1338
Россия, Нижний Новгород
mozzy_s в сообщении #1348680 писал(а):
Как перейти от кажущегося ускорения к истинному?
Ускорение не бывает кажущимся. Наверное Вы имели ввиду как в показаниях акселерометра отличить ускорение свободного падения от ускорения во время процесса удара по мячу?

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение24.10.2018, 13:56 


05/09/16
11468
mozzy_s в сообщении #1348680 писал(а):
Вообще полная задача состоит в том чтобы найти скорость мяча после удара по нему, и силу самого удара.

"Сила удара", как характеристика более сильного или менее сильного удара, это и есть начальная скорость мяча, чем она больше тем сильнее удар.
Теоретически да, вы можете посчитать.

Но практически - очень сомнительно чтобы получился хоть какой-то правдоподобный результат.
Все что вы будете считать - будет касаться не мяча а датчика. Датчик у вас подвешен к центру мяча? Если нет, то траекторией датчика будет очень замысловатая спираль. Если да, то тоже есть вопросы: в процессе удара мяч заметно деформируется, так что сразу после отскока скорости различных частей оболочки мяча будут различны.

Насколько я слыхал, меряют внешними системами. В мяче излучатель, вокруг него приемные антенны. Ну и дальше - трилатерация (или триангуляция, если измерительная система не может делать трилатерацию).

В качестве иллюстрации такого "внешнего" метода -- замедленная видеосъемка. Мяч светлый, его легко идентифицировать, он в целом круглый, так что легко найти направление на его центр масс. Больше камер и быстрее темп съемки - больше точность.
Теряется вращение, потому что его так легко видеосъемкой не измерить, ну тогда надо будет как-то раскрашивать мяч.

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение24.10.2018, 14:58 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
Хотелось бы уточнить, что подразумевается под "силой удара"? Варианты:

1. Сила, действующая на мяч по время удара? Она одним числом не выражается.
2. Максимальная сила, действующая на мяч по время удара? А толку от неё
3. "Сила удара" в кавычках, а на самом деле импульс, переданный мячу при ударе? Так это вовсе и не сила.

Если набрать в строке поиска гугла "сила удара Тайсона", то гугл подскажет, что она бывает в ньютонах, в джоулях и 1000 кг.
Хорошо, что не в правде.
:mrgreen:

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение25.10.2018, 06:16 


23/10/18
4
SergeyGubanov в сообщении #1348733 писал(а):
mozzy_s в сообщении #1348680 писал(а):
Как перейти от кажущегося ускорения к истинному?
Ускорение не бывает кажущимся. Наверное Вы имели ввиду как в показаниях акселерометра отличить ускорение свободного падения от ускорения во время процесса удара по мячу?


Акселерометр — прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения (разности между истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением)

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение25.10.2018, 07:41 


05/09/16
11468
mozzy_s
Чтобы не было путаницы: если мяч лежит на траве неподвижно относительно неё, то акселерометр покажет ускорение 9.8 направлением вверх.
Если мяч свободно падает не вращаясь, не очень быстро так что не тормозится о воздух, акселерометр покажет ноль.
Более правильный термин: акселерометр измеряет собственное ускорение.

Термин «кажущееся ускорение» в Википедии — скорее ошибка.

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение25.10.2018, 07:50 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
wrest в сообщении #1348977 писал(а):
Термин «кажущееся ускорение» в Википедии — скорее ошибка.

может специфика инженерной терминологии?

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение25.10.2018, 11:40 


05/09/16
11468
EUgeneUS в сообщении #1348981 писал(а):
может специфика инженерной терминологии?

Возможно, но именно русскоязычной, потому что в англо-Вики пишут, что акселерометр измеряет proper acceleration, а статья про proper acceleration в англо-Вики называется "собственное ускорение" в ру-Вики. При этом статьи "кажущееся ускорение" в ру-Вики я не нашел.

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение26.10.2018, 04:44 


23/10/18
4
wrest в сообщении #1348977 писал(а):
mozzy_s
Чтобы не было путаницы: если мяч лежит на траве неподвижно относительно неё, то акселерометр покажет ускорение 9.8 направлением вверх.
Если мяч свободно падает не вращаясь, не очень быстро так что не тормозится о воздух, акселерометр покажет ноль.
Более правильный термин: акселерометр измеряет собственное ускорение.

Термин «кажущееся ускорение» в Википедии — скорее ошибка.


В этом то и дело. Если мяч лежит на траве, то акселерометр покажет 0 по всем трем осям

-- 26.10.2018, 09:46 --

wrest в сообщении #1349013 писал(а):
EUgeneUS в сообщении #1348981 писал(а):
может специфика инженерной терминологии?

Возможно, но именно русскоязычной, потому что в англо-Вики пишут, что акселерометр измеряет proper acceleration, а статья про proper acceleration в англо-Вики называется "собственное ускорение" в ру-Вики. При этом статьи "кажущееся ускорение" в ру-Вики я не нашел.


An accelerometer is a device that measures proper acceleration.[1] Proper acceleration, being the acceleration (or rate of change of velocity) of a body in its own instantaneous rest frame,[2] is not the same as coordinate acceleration, being the acceleration in a fixed coordinate system.
- Выдержка из eu/us вики, тут тоже описаны два ускорения

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение26.10.2018, 07:21 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
mozzy_s в сообщении #1349159 писал(а):
В этом то и дело. Если мяч лежит на траве, то акселерометр покажет 0 по всем трем осям


Так, конечно, может быть. Но это означает, что одна ось у прибора выделенная, и если его повернуть так, чтобы две оси (включая выделенную) поменялись местами, то он покажет по одной из осей $g$, а по другой $-g$.

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение26.10.2018, 07:40 


05/09/16
11468
mozzy_s в сообщении #1349159 писал(а):
В этом то и дело. Если мяч лежит на траве, то акселерометр покажет 0 по всем трем осям

С чего вы это взяли?

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение26.10.2018, 16:26 
Аватара пользователя


26/09/16
198
Снегири
Включил акселерометр. Посмотрел.
$x: 0.20 m/s^2$
$y: -0.05 m/s^2$
$z: 10.05 m/s^2$
Из этого, кстати, можно заключить, что мой стол стоит немного под углом :)

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение26.10.2018, 16:44 


05/09/16
11468
SVD-d в сообщении #1349264 писал(а):
Из этого, кстати, можно заключить, что мой стол стоит немного под углом

Ага, и ещё что вы под Землей где-то. На глубине километров 500 или около того :mrgreen:

 Профиль  
                  
 
 Re: Акселерометр. Кажущееся ускорение
Сообщение26.10.2018, 16:50 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
wrest
Не, не под землей.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 24 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group