Apa itu 9 derajat kebebasan dalam robotika?

9


Saya menemukan di SparkFun sebuah modul yang mendeteksi pergerakan dalam 9 derajat kebebasan (DOF). Saya hanya mengetahui 6 DOF: terjemahan dalam arah X, Y, Z, dan rotasi tentang sumbu X, Y dan Z. Apa tiga lainnya?

sunting
Saya sadar bahwa ada robot dengan lebih dari 6 DOF, tetapi dalam setiap segmen ini hanya memiliki maksimum 6 DOF. Tangan manusia (termasuk pergelangan tangan) memiliki 23 DOF.

sensor stevenvh
sumber
2
tolong jangan gunakan tanda tangan.
Kortuk
3
@ Sevenvh, saya baru saja memberi tahu Anda karena saya telah mengeditnya berkali-kali. Tanda tangan tidak diperbolehkan, tetapi saya mengerti keinginan Anda untuk melakukannya.
Kortuk
3
@Ralph, saya minta maaf jika Anda merasa sebaliknya, SO melakukan diskusi yang sangat besar, jika Anda memiliki pertanyaan dengan 4 jawaban dan semua orang menambahkan sedikit tanda tangan maka Anda sangat menambah panjang halaman. Dan apa yang ditambahkan tanda tangan? Saya adalah penegak aturan, saya minta maaf jika Anda tidak menyukai mereka. Setiap posting ditandatangani oleh pengguna dengan nama dan ID-nya. Di profil Anda, Anda dapat memposting informasi terkait latar belakang spesifik Anda. Dengan menandatangani, Anda menggandakan ruang yang dibutuhkan per halaman. Saya akan senang mendiskusikan hal ini dalam obrolan jika Anda masih memiliki masalah.
Kortuk
2
@ Sevenvh, saya mencoba untuk bersikap sopan, secara umum Anda akan melihat saya tidak menghapus seseorang berkata, "Semoga ini bisa membantu". Itu tidak layak. Namun, menghilangkan tanda tangan bukan masalah yang harus didiskusikan, itu adalah aturan keras yang ada sebelum saya mulai bersikap moderat dan yang memiliki sejumlah besar diskusi sebelum keputusan dipenuhi.
Kortuk
1
@stevenvh - Ini bukan hanya ruang yang digunakan, ini saatnya . Dengan 768 pandangan sejauh ini, jika setiap orang harus berpikir selama beberapa detik untuk mencari tahu apa yang dimaksud TIA, seperti yang saya lakukan, maka itu setengah jam waktu yang terbuang!
Mark Booth

Jawaban:

8

Saya pikir tiga lainnya dengan modul itu adalah output dari magnetometer.

Toby Jaffey
sumber
Ya, itu juga ideku, tapi mereka bukan DOF; Anda dapat memiliki perubahan dalam pembacaan magnetometer kecuali Anda memindahkan setidaknya satu dari DOF lainnya. Kecuali jika medan magnet Anda bergerak sehubungan dengan sistem referensi Anda. Tapi mereka bukan DOF asli. Kalau tidak, Anda dapat menambahkan sensor cahaya dan menyebutnya DOF ke-10. Bukan itu. Anda bisa menyebutnya parameter.
stevenvh
3
Sensor Sparkfun memiliki "palsu" ekstra tiga derajat kebebasan dengan magnetometer. Jika Anda menggunakan input dari IMU dalam filter Kalman atau representasi state-space, Anda akan memiliki 9 sumber data, tetapi hanya 6 kemungkinan arah mekanis gerak. Sumber data tambahan mungkin memberi Anda ide yang lebih akurat tentang bagaimana Anda pindah.
mjcarroll
4
@ mjc: Secara khusus, kesalahan integral jangka panjang dari sensor magnetik (kompas) efektif nihil, yang dapat digunakan untuk menghilangkan kesalahan itu dari giroskop.
Nick T
1
Sebagai catatan tambahan, Anda mungkin menemukan bahwa sebenarnya mengukur lebih banyak derajat kebebasan dapat merugikan dalam beberapa aplikasi kontrol. Ini terutama berlaku dengan sensor yang lebih murah dan lingkungan dengan noise tinggi. Jika Anda hanya perlu mengontrol satu derajat kebebasan, maka derau tambahan dari pengukuran 5-8 lainnya mungkin membuat kontrol lebih sulit.
mjcarroll
5

Ketika saya membaca deskripsi, saya kira mereka hanya menambahkan sinyal yang diukur: 3 gyro (orientasi) + 3 akselerometer + 3 sensor medan magnet = 9. Tidak masuk akal bagi saya, sensor gyros dan medan magnet pada dasarnya mengukur hal yang sama ( orientasi), meskipun saya pikir lang lebih berguna untuk perubahan kecil, dan sensor medan magnet lebih baik untuk stabilitas jangka panjang, sehingga mereka saling melengkapi.

Tetapi menambahkan semuanya hingga 9 adalah penjualan berbicara dalam buku saya. Mereka mungkin juga menambahkan sensor suhu dan menyebutnya papan 10 DOF.

Wouter van Ooijen
sumber
Juga tambahkan stopwatch untuk menyebutnya papan 11 DOF.
Efreeto
0

Itu aneh untuk memasukkan sensor magnetik sebagai derajat kebebasan; itu adalah variabel dependen sedangkan saya berharap jika saya memiliki 9 dof (derajat kebebasan) maka saya memiliki 9 servos yang dapat saya kendalikan, dengan ortogonalitas. Saya mengharapkan dasar linear yang sama; jika seseorang mengatakan melihat hisap dihitung, saya harus memanggil itu palsu, meskipun itu bisa dengan mudah menempati perangkat keras loop kontrol yang sama.

Lebih jauh lagi, hanya mendefinisikan servos itu; apakah itu putar, sudut, ekstensi, tekanan pegangan, sangat terbatas atau tidak, dll. hanya memperjelas apa yang telah dibangun pada 9 sumbu yang tersedia. Tidak ada alasan untuk mengharapkan x, y, z dan turunan pertama dan kedua dari mereka; atau hanya turunan fist dan sudut rho / theta / phi, akan memiliki kardinalitas tanpa data deskriptif yang diperlukan untuk membentuk Hermetian dari variabel-variabel tersebut.

Thrangalucchian
sumber
0

Anda bisa mendapatkan 9 DoF jika Anda mempertimbangkan kecepatan sudut sebagai terpisah dari orientasi sesaat. 6 DoF hanya akan memberi Anda posisi dan orientasi statis mutlak. Ada tambahan 3 DoF untuk akselerasi dan DoF untuk kecepatan sudut. Ini sebenarnya menghasilkan dua belas, tetapi kami tidak memiliki posisi absolut (atau relatif) sehingga kami kehilangan 3 DoF.

Salix alba
sumber