Frage:
Wahoo Geschwindigkeitssensor: Wie funktioniert das genau?
kryger
2018-02-28 17:05:38 UTC
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Der Wahoo-Geschwindigkeitssensor verwendet keinen Magneten zum Zählen der Drehzahl, sondern ist eine Einheit, und "(...) ein 3-Achsen-Beschleunigungsmesser bestimmt die Drehung der Nabe und damit Ihrer Geschwindigkeit " (Quelle)

Wahoo RPM Sensor

Wahoo RPM Sensor instlaled

Wie leitet sich die Geschwindigkeit ab? Drehzahl, da zu keinem Zeitpunkt die Rad- / Reifengröße eingegeben werden muss? Tatsächlich glaube ich nicht, dass es in der ELEMNT-Smartphone-App überhaupt eine solche Option gibt.


Bearbeiten: Nachdem mehrere Leute darauf hingewiesen hatten, fand ich die Option um die Radgröße einzustellen, was bedeutet, dass "automatisch" die Standardeinstellung ist. Die Frage bleibt: Wie funktioniert "automatisch"?

Ich kann es nirgendwo finden, auf das verwiesen wird, aber ich glaube, es verwendet das GPS von allem, was verbunden ist, um eine Referenz für die Entfernung zu erhalten und berechnet dann die Radgröße daraus. Sobald es sich selbst kalibriert hat, kann es Ihnen Ihre Geschwindigkeit viel genauer und schneller mitteilen (während GPS eine erhebliche Verzögerung und zufällige Abweichungen aufweist und gelegentlich unbrauchbar ist).
Technisch könnte es einen Beschleunigungsmesser verwenden, um genügend Dead Reckoning durchzuführen, um die Radgröße zu kalibrieren, aber GPS ist viel plausibler.
Durch die Kombination der Vorwärtsbewegung des Fahrrads und der Drehung der Nabe nimmt der Sensor eine Art "flache Spirale" durch den Raum. Ich denke, Sie können die Beschleunigung analysieren, die sich aus dieser Spur ergibt, und die horizontalen und rotatorischen Komponenten der Bewegung trennen, und die horizontale Komponente ist genau die Geschwindigkeit des Fahrrads.
Der Sensor muss die Radgröße nicht kennen. Sowohl das ANT + - als auch das BTLE-Protokoll überträgt der Sensor nur die Radumdrehungszahl und die Zeit, die für die letzte Umdrehung benötigt wird. Die Headunit wandelt dies in Geschwindigkeit um und es ist die Headunit, die die Radgröße kennen muss. In der Praxis hat der Wahoo-Sensor eine Filterung bei der Berechnung der letzten Umdrehungszeit, sodass er nicht so reaktionsschnell ist wie die magnetbasierten Einstellungen. Ich habe eine App, die versucht, den Gang anhand der Geschwindigkeit und Trittfrequenz abzuschätzen, und sie funktioniert mit magnetbasierten Sensoren weitaus besser.
Drei antworten:
RoboKaren
2018-02-28 22:48:11 UTC
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Sie verwenden ein winziges MEMS Gyroskop, um die Drehzahl zu messen. Hierbei handelt es sich um Festkörpergeräte, mit denen die axiale Drehung gemessen werden kann, um zu zählen, wie viele Umdrehungen pro Minute sich die Achse des Fahrrads dreht. Die tatsächliche Struktur des MEMS-Kreisels ist sehr interessant (und unterscheidet sich von einem MEMS-Beschleunigungsmesser) - es gibt eine gute Beschreibung auf Wikipedia.

Da der Kreisel die Achsdrehzahl und nicht die Geschwindigkeit direkt misst, muss er die Reifengröße irgendwie kennen, damit er die Drehzahl in Fahrgeschwindigkeit umwandeln kann. Siehe weitere Diskussion unten.

mems devices

Viele MEMS-Gyros sind mit Beschleunigungsmessern ausgestattet (der kombinierte Kreisel / Beschleunigungsmesser wird als IMU bezeichnet) und Es gibt auch einige mit Kompass, einige mit Barometer / Höhenmesser und einige sind im selben Paket wie GPS-Sensoren enthalten - obwohl GPS viel zu viel Strom für ein winziges Gerät verbraucht, das mit Knopfzellenbatterien betrieben wird, so dass das Wahoo dies definitiv nicht tut GPS in den Sensor eingebaut haben. Wenn Sie nur die Geschwindigkeit messen und den Reifenumfang bereits kennen, benötigen Sie lediglich eine grundlegende Kreiseleinheit. IMUs sind jedoch aufgrund ihrer Implementierung in Mobiltelefonen sehr billig geworden und bieten mehr Flexibilität als Gyros allein.

Das OP hat klargestellt, dass für ihr Gerät die Radgröße nicht erforderlich ist, sodass entweder 1) eine verwendet wird IMU analysiert Beschleunigungsmesserdaten, um die Radgröße intern gegen den Kreisel zu kalibrieren - oder 2) verwendet das GPS des Empfängers / Telefons, um die Radgröße zu kalibrieren.

1) Die Verwendung nur des Beschleunigungsmessers auf einer IMU ist nicht so genau wie die direkte Messung des Rads. Es ist schwierig, die Geschwindigkeit anhand von Beschleunigungsdaten genau zu messen, insbesondere wenn sich Ihr Sensor auf einer holprigen Straße im Weltraum leicht außerhalb der Achse dreht. Um zu „schummeln“, führt die Sensor-CPU wahrscheinlich eine grobe Berechnung durch und verwendet dann die nächstgelegene voreingestellt in einer internen Wertetabelle (dh eine Voreinstellung für 700c-Radsätze, eine für 26 "usw., aber es wäre nicht möglich, einen 23-mm-Reifen von einem 28-mm-Reifen zu unterscheiden). Allerdings, weil die meisten Leute messen Sie den Radumfang ohnehin nicht genau und verwenden Sie trotzdem nur vorgedruckte Spickzettel. Der Präzisionsverlust ist für den Endbenutzer nicht besonders wichtig (siehe manuelle Kalibrierungsnotiz am Ende).

2) Die Verwendung des GPS im Empfänger ist die genaueste Methode zur Kalibrierung der Radgröße, insbesondere über größere Entfernungen, da Sie 1000 Meter durch die Anzahl der Umdrehungen genau dividieren können um eine Messung der Radgröße auf 1% genau zu erhalten (GPS ist auf etwa 10 Meter genau) - obwohl alle Kurven oder Kurven wo Die GPS-Messung der linearen Entfernung wird stark beeinträchtigt.

Wenn diese Trägheitseinheiten für Endbenutzer am hilfreichsten sind, können sie in Verbindung mit GPS bei sehr langsamen Geschwindigkeiten oder kurvigen Straßen verwendet werden, bei denen das GPS Probleme hat, die Geschwindigkeit zu verfolgen. über dem Boden oder über dem Boden über kurvigen Straßen messen. Die Daten von der IMU können dem Empfänger helfen, besser zu kalibrieren und sicherzustellen, dass Ihnen all diese langsamen, engen Haarnadelkurven bei Erhalt von KOM ordnungsgemäß gutgeschrieben werden.

Hinweis: Lesen Sie dort das Handbuch für das Wahoo ist eine Option zur direkten Eingabe des Radumfangs, wenn die automatische Messung fehlschlägt.

Wahoo Bolt Speed Sensor

Das OP sagt, dass die Radgröße nicht eingegeben werden muss, obwohl ich vermute, dass Sie Recht haben
David Richerby
2018-06-13 22:26:08 UTC
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Contrary to the claim in the question, the ELEMNT smartphone app does have an option to set the wheel size. You can choose from an extensive list of common wheel and tyre sizes, manually enter the tyre circumference, or choose "automatic". In the last case, I assume the head unit uses GPS to infer the tyre circumference when it has a good signal.

nollak
2018-02-28 20:01:00 UTC
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Sie verwenden tatsächlich die Sensoren (Beschleunigungsmesser) im Inneren, um die Geschwindigkeit zu berechnen. Sie kennen keine Details über den Algorithmus oder die verwendeten Sensoren.

GPS würde größere Batterien benötigen und die kleine Batterie zu schnell entladen.

Der Sensor wird in Verbindung mit einer App auf Ihrem Telefon verwendet. Ich denke, die Leute, die in den Kommentaren zu der Frage GPS vorgeschlagen haben, haben vorgeschlagen, dass die App GPS verwendet, nicht den Sensor selbst.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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