Apakah mungkin untuk memperkirakan tingkat jalan saat berkendara?

11

Akan menyenangkan untuk dapat memperkirakan tingkat jalan saat berkendara, bahkan jika perkiraan itu tidak sepenuhnya akurat. Dengan GPS, secara teori, secara teori dimungkinkan untuk menempuh jarak pendek dan membagi perbedaan ketinggian dengan jarak yang ditempuh untuk mendapatkan perkiraan kasar. (Perhatikan bahwa sinus dan garis singgung sebanding dengan sudut kecil.)

Apakah ketinggian yang diberikan oleh ponsel atau komputer sepeda yang dilengkapi GPS cukup akurat untuk memberikan perkiraan nilai yang berarti untuk jarak pendek? Selain itu, adakah cara praktis untuk memperkirakan tingkat jalan yang tidak memerlukan GPS?

road-bike bike-computer gps physics amcnabb
sumber

Jawaban:

17

Dapatkan inclinometer. Mereka tidak terlalu akurat, tetapi pembacaannya instan dan harganya tepat.

masukkan deskripsi gambar di sini

Daniel R Hicks
sumber
Menarik. Saya belum pernah mendengar tentang inclinometer, tetapi saya bertanya-tanya apakah sesuatu seperti ini mungkin ada.
amcnabb
2
Saya telah menemukan ini tentang tidak berguna bagi saya ... jumlah gerak maju dan gelembung bergerak terlalu banyak sehingga tidak ada gunanya. YMMV.
Ken Hiatt
1
Ya, gelembung itu menari-nari di jalanan yang agak kasar. Saya menduga itu mungkin desain unit tertentu yang saya miliki, (yang bukan yang digambarkan). Tapi Anda masih mendapatkan pembacaan yang cukup bagus di bukit 5% dan "lebih baik" - hanya di atas rata bahwa itu menari begitu banyak.
Daniel R Hicks
2
Saya sudah memikirkannya di masa lalu. Alternatif yang mungkin adalah bola logam di dalam kapsul transparan terbalik (melengkung ke atas) yang diisi dengan minyak tebal tetapi tembus cahaya. Butuh beberapa detik untuk menyelesaikannya, jadi getaran dan akselerasi tidak akan terlalu berpengaruh. Hanya pemikiran saja!
heltonbiker
Saya harus mencatat bahwa sementara unit yang saya miliki kurang sempurna, itu masih cukup berguna. Dan semurah dan seringan apapun, adalah hal yang wajar untuk memiliki bahkan dengan ketidaksempurnaannya.
Daniel R Hicks
11

Sebagian besar komputer bersepeda GPS seri Garmin Edge dapat menampilkan nilai. Edge 500 dan Edge 800 (bukan Edge 200) memiliki altimeter barometrik untuk menentukan ketinggian. Anda kemudian dapat mengubah atau menambahkan bidang data tampilan untuk menunjukkan kelas saat ini.

Lucu Anda bertanya karena saya baru saja menambahkan nilai sebagai bidang tampilan pagi ini di perjalanan berbukit.

Ini memperbarui perhitungan nilai yang pernah 100-200 m perjalanan horisontal (guestimate) sehingga ada sedikit keterlambatan sebelum Anda mendapatkan perhitungan nilai yang terbaru. Secara keseluruhan estimasi nilai tampaknya cukup masuk akal, jika Anda memperhitungkan penundaannya.

Juga banyak aplikasi komputer dapat mengambil log trek GPS, dan mengambil ketinggian yang diketahui dari titik itu dan menghitung tingkat setelah fakta. Sebagai contoh jika Anda menggunakan OS XI tahu Ascent melakukan ini ( perhatikan saya TIDAK mendukung program ini, cukup gunakan sebagai contoh yang diketahui). Saya juga yakin ada banyak program analisis lintasan GPS lainnya yang berfungsi baik. Saya yakin ada beberapa aplikasi ponsel cerdas yang dapat merekam trek GPS, yang berpotensi Anda impor ke salah satu program analisis ini untuk mendapatkan nilai setelahnya.

Selain - Beberapa Unit Edge yang dihentikan sebelumnya (misalnya Edge 305, 705) juga memiliki altimeter barometrik. Ini bisa menjadi pilihan yang lebih terjangkau jika Anda dapat menemukan yang digunakan di ebay atau craigslist. Saya mengatakan ini karena saya akan mendaftarkan Edge 305 lama saya setelah memutakhirkan ke Edge 800.

Rider_X
sumber
Terima kasih atas informasinya, terutama tentang altimeter baromitrik. Selain komputer sepeda GPS dengan altimeter, sepertinya ada sejumlah altimeter mandiri yang tersedia dalam kisaran $ 30 hingga $ 50, serta komputer sepeda non-GPS dengan altimeter.
amcnabb
Poin bagus tentang komputer sepeda non-GPS ... Saya hampir lupa yang ada karena saya telah menggunakan komputer sepeda GPS sejak lama. Saya yakin beberapa komputer Polar kelas atas akan melakukan ini.
Rider_X
Saya menggunakan Edge 800 dan 500 ... keduanya melakukan pekerjaan yang layak memberi Anda nilai. Ini tidak sempurna dan tidak instan, tetapi cukup baik untuk digunakan saat berkendara. Keduanya memberi yang lebih baik (dan cocok dengan peta) dengan data yang pernah dimuat ke komputer.
Ken Hiatt
1
Apakah Anda harus sering mengkalibrasi altimeter Edge? Seorang teman memiliki altimeter barometrik dan dia harus menekan ketinggian saat ini berdasarkan peta dua kali sehari karena variasi kecil dalam tekanan udara dapat menyebabkan pembacaan yang sangat berbeda, tetapi selama dia melakukannya, itu setuju dengan peta di tempat-tempat tempat kami memeriksa.
Mike Samuel
1
Tidak, unit Tepi mengkalibrasi sendiri. Saya tinggal di daerah pegunungan, dekat laut dan setiap kali saya jatuh ke laut atau menuju ke puncak yang dikenal, itu cukup dekat dengan ketinggian sebenarnya. Manual tampaknya tidak menentukan bagaimana kalibrasi, tetapi diskusi terbaik yang saya temukan di sini .
Rider_X
4

Ponsel, biasanya tidak. Beberapa aplikasi akan mencoba memijat data menggunakan informasi ketinggian yang disediakan oleh pihak ketiga, tetapi ini adalah omong kosong. GPS khusus dengan altimeter barometrik mungkin pilihan terbaik Anda. Saya tidak bisa berbicara dengan tingkat akurasi mereka, tetapi tentu saja lebih baik daripada opsi praktis lainnya.

Jika Anda hanya ingin nilai, ada aplikasi untuk itu .

Stephen Touset
sumber
Aplikasi iHandy Level sepertinya ide yang menarik, tetapi Anda perlu beberapa cara untuk membuat permukaan yang sejajar dengan tanah, bukan?
amcnabb
1
Bukankah tanah dengan tanah?
Stephen Touset
1
Ya, tapi kemudian pengukurannya akan sangat sensitif terhadap gundukan dan sedikit variasi, dan sepertinya jalan itu kemungkinan akan menggores ponsel. Juga, beberapa opsi lain tidak perlu dihentikan.
amcnabb
Anda hanya perlu mengukur road grade satu kali. Dan itu mungkin lebih akurat daripada perangkat GPS untuk bukit yang lebih pendek. Anda mungkin harus berhenti untuk mendapatkan pembacaan yang masuk akal dari inclinometer.
Stephen Touset
1
Tidak terkait: "inclinometer" adalah kata yang bagus. Saya bersenang-senang tanpa akhir mengucapkannya "incline-o-meter" di kepala saya.
Stephen Touset
4

Yang lain sudah membahas GPS dan telepon yang mendukung GPS, barometer altimetrik, dan inklinometer. Inklinometer gelembung (seperti Skymounti yang ditampilkan di tempat lain di antara jawaban) dapat dipengaruhi oleh akselerasi sehingga untuk mendapatkan bacaan terbaik, Anda harus diam. dGPS (diferensial GPS) digunakan dalam instrumen survei untuk mengukur nilai, tetapi ini umumnya bukan perangkat tingkat konsumen, juga tidak cukup kompak untuk penggunaan sepeda. Kelas juga dapat diukur, sementara dihentikan, dengan sejajar panjang, busur derajat, dan garis tegak lurus. Beberapa telepon dan perangkat lain (seperti iPod dan pengontrol Wii) memiliki akselerometer multi-sumbu built-in yang akan melaporkan informasi gradien saat Anda mengendarai, tetapi laporan menunjukkan bahwa ketepatannya dapat dipengaruhi oleh jalan bergelombang. Garis iBike dari komputer sepeda menggunakan kombinasi barometrik, kecepatan, dan sensor accelerometer; dilaporkan, perkiraan gradien bisa sangat baik.

Yang mengatakan, salah satu perangkat paling tepat yang dapat digunakan untuk menentukan tingkat jalan saat naik sepeda adalah meteran daya yang dikalibrasi dengan baik. Dalam kondisi yang menguntungkan, road grade dapat diekstraksi dari data kecepatan dan daya (jika seseorang tahu atau dapat mengukur beberapa variabel lainnya). Sebagai contoh, di sini adalah perbandingan profil lapangan datar Moriarty, New Mexico, TT tempat catatan uji coba waktu nasional AS 40 km ditetapkan. Kursus ini lurus-ke-belakang (yaitu, 20 km keluar, berbalik, dan kemudian 20 km kembali untuk total 40 km) dan salah satu yang paling datar di negara ini, dengan hanya penurunan 30 meter di atas 20 km untuk gradien rata-rata 0,0015 (0,15%). Plot di bawah ini menunjukkan tiga jejak: pengukuran gradien menggunakan penerima GPS tingkat konsumen berwarna biru, dan dua jejak (merah dan hijau) yang berasal dari pengukuran meteran daya. Garis hijau menunjukkan profil ketinggian yang direkonstruksi pada hari dengan kondisi yang tidak menguntungkan, sedangkan garis merah menunjukkan profil yang direkonstruksi pada hari yang menguntungkan. Karena kursus ini adalah out-and-back, profil sebelum dan sesudah titik 20km harus berupa gambar cermin, dan pada akhirnya harus cocok pada ketinggian yang sama. Seperti dapat dilihat, dalam kondisi yang menguntungkan, profil direkonstruksi dari meteran daya mengungguli yang dari GPS (meskipun pada hari yang tidak menguntungkan profil jauh lebih buruk).

Moriarty NM profil peningkatan waktu percobaan

Sebagai contoh lain, berikut adalah profil elevasi yang direkonstruksi untuk jalur multi guna di sepanjang pantai Teluk San Francisco.

Profil ketinggian jejak teluk

Ini menunjukkan profil lebih dari 1 mil (= 1,6 km) segmen keluar-dan-balik dari jejak. Sekali lagi, Anda dapat melihat bahwa dua bagian dari profil yang direkonstruksi adalah gambar cermin, dan kemiringan rata-rata sekitar 0,00125. Sama pentingnya, Anda dapat dengan mudah melihat penurunan yang konsisten dalam jejak kurang dari 40 cm (sekitar satu kaki).

Deskripsi metode analisis yang digunakan untuk kedua plot ini dan data tambahan yang diperlukan diberikan di sini .

R. Chung
sumber
Jadi apa saja kondisi yang tidak menguntungkan yang menyebabkan jejak hijau menjadi tidak akurat? Itu sepertinya menarik.
amcnabb
1
@ R.Chung - Gila angka berderak! Ketika Anda menghitung elevasi dari data daya, apakah Anda menambahkan kernel smoothing? Anda juga dapat menampikan pembacaan altimeter dari hari baik dan buruk serta profil sebenarnya (misalnya dari salah satu peta USGS)? Bisa jadi cukup menarik. Satu-satunya peringatan saya dengan contoh ini adalah bahwa kita berbicara tentang perubahan ketinggian kecil (- + 35 m). Cukup kecil dibandingkan dengan banyak pendakian kami yang berada di atas 1200m.
Rider_X
@ amcnabb - Saya menduga kondisi yang tidak menguntungkan = angin.
Rider_X
1
Benar, itu sedikit angin haluan / angin balik (sedikit arti sedikit kurang dari 2mph). Jika kita tidak mengetahui kecepatan angin, kita sebenarnya bisa mengetahuinya dengan menebak berbagai kecepatan angin sampai profil hijau dan merah cocok. Tetapi perhatikan bahwa "ketidakakuratan" dari profil hijau dilebih-lebihkan karena skalanya sangat kecil - skala vertikal dalam meter sementara skala horizontal dalam km, dan kesalahan absolut terbesar pada seluruh jalur hanya sekitar 40 meter dan kesalahan absolut dalam perkiraan kemiringan hanya sekitar 0,25%
R. Chung
Tidak perlu memuluskan kernel. Kami membutuhkan data kecepatan dan daya yang akurat. Ada contoh lain dalam makalah yang membandingkan metode ini dengan barometer altimetrik pada tanjakan besar dan terhadap rencana jalan pekerjaan umum seperti di sini .
R. Chung
2

Mengabaikan ketinggian yang diturunkan oleh GPS, GPS masih bisa berguna. Jika Anda merekam perjalanan Anda, kemudian unggah perjalanan Anda ke Strava, Anda akan melihat profil ketinggian berdasarkan pada basis-dataran-ketinggian:

Profil ketinggian Strava

Anda dapat mengarahkan mouse ke bagian profil ketinggian, yang menunjukkan kelas pada titik itu. Area yang Anda arahkan mouse ditunjukkan pada peta sebagai penanda:

Ketinggian Strava dan koneksi peta

Anda juga dapat menyeret-pilih bagian dari perjalanan Anda dan itu memberi Anda statistik seperti kenaikan rata-rata kelas dan ketinggian.

Meskipun ini tidak secara langsung memberi tahu Anda tingkat bukit saat Anda bersepeda, Anda dapat dengan cepat belajar bagaimana memperkirakan nilai "dengan perasaan" (dengan seberapa sulit untuk bersepeda), atau dengan memori (dengan mengetahui jalan ini adalah segmen Strava, dan apa itu kelas rata-rata)

dbr
sumber
0

Pada ponsel Android, muat 'Leveler' oleh chkuentz, aplikasi level gratis yang luar biasa yang mengeluarkan derajat kemiringan secara langsung. Gunakan rumus, tan (derajat) = kelas persen. Contoh: garis singgung 3 derajat = 0,052, atau 5,2 persen. Baik meletakkan ponsel Anda di tepi samping, di permukaan jalan, atau di atas bilah Anda, jika sejajar dengan jalan. Bacakan derajat lalu rahasia. Tidak elegan, tapi murah dan cukup akurat.

pilot Smith
sumber