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Geschwindigkeit und Beschleunigung aus Pos und Zeit

 

dhoehl
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Beiträge: 2
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     Beitrag Verfasst am: 11.03.2019, 14:36     Titel: Geschwindigkeit und Beschleunigung aus Pos und Zeit
  Antworten mit Zitat      
Hi,
ich nehme die Position und die Zeit auf um darauf im Anschluss Geschwindigkeit und Beschleunigung zu errechnen. Die Geschwindigkeit funktioniert auch die Beschleunigung allerdings nicht.

Das ist mein Code

Code:

minTravelledDistanceUm = 500;
counterTimeDiff = 0;
timeStampDiff = zeros(height(tablePos)-1,1);
velocity = zeros(height(tablePos)-1,1);
acceleration = zeros(height(tablePos)-1,1);
savedPos = tablePos.PosTotalUm(1);
savedVel = 0;
savedTimestamp = tablePos.TimestampNs(1);
for i=1:height(tablePos)-1
     timeDiff = tablePos.TimestampNs(i+1)-tablePos.TimestampNs(i);
   
    if abs(tablePos.PosTotalUm(i)-savedPos) > minTravelledDistanceUm
        velocity(i) = (double(abs(tablePos.PosTotalUm(i)-savedPos))/1000000)/(double((tablePos.TimestampNs(i)-savedTimestamp))/1000000000);
        acceleration(i) = (velocity(i)-savedVel)/(double((tablePos.TimestampNs(i)-savedTimestamp))/1000000000);
        savedPos = tablePos.PosTotalUm(i);
        savedTimestamp = tablePos.TimestampNs(i);
        savedVel = velocity(i);
    else
        if i==1
            velocity(i) = 0;
            acceleration(i) = 0;
        else
            velocity(i) = velocity(i-1);
            acceleration(i) = acceleration(i-1);
        end
    end
end
 


Falls die Frage kommt warum dies so "kompliziert" passiert. Das System nimmt in 10um Schritten die Position auf. Bei langsamen Geschwindigkeiten würde sonst immer wieder 0 km/h gemessen werden.

So wie im Bild zu sehen gibt es auch eine Beschleunigung, die passt leider nicht zu der Bewegung. Es ist ein reines Fallen gegen Luftwiderstand. Die beschleunigung sollte demnach "konstant" 9.8m/s^2 sein. Aber selbst wenn ich reinzoome passt es nicht. Stimmt an meinem Code was nicht oder an meiner Denkweise?


Desweiteren nutze ich

Code:
smooth(double(velocity(startPos:endPos)),40);


Um die Kurve zu Glätten. Dabei entstehen Löcher in der Kurve. Woher kommt das?


Tut mir leid für eventuell schlechten Code. Ich nutzte Matlab nie und habe leider keine Ahnung von Matlab. Bin nun aber darauf angewiesen.

VelAcc.jpg
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 Dateiname:  VelAcc.jpg
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Harald
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     Beitrag Verfasst am: 11.03.2019, 16:46     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Hallo,

die Geschwindigkeit ist stark verrauscht. Du solltest sie glätten, bevor du die Beschleunigung bestimmst.

MATLAB rechnet schön mit Vektoren und Matrizen, daher ginge das deutlich einfacher, z.B.
Code:
velocity = ( diff(tablePos.PosTotalUm) /1000000 ) ./ ( diff(tablePos.TimestampNs) / 1000000000)


Zitat:
Dabei entstehen Löcher in der Kurve. Woher kommt das?

Enthalten die Daten evtl. NaN? Generell ist es schwierig, so etwas zu klären, ohne die Daten zu haben und das nachvollziehen zu können.

Grüße,
Harald
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dhoehl
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     Beitrag Verfasst am: 11.03.2019, 20:14     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Tatsächlich, es gibt momente in denen die Zeitdifferenz 0 ist. In meinen Daten steht deshalb inf. Da war ich gar nicht drauf gekommen, da dies eigendlich nicht sein kann. Fehler gefunden. Danke.


Ich habe tatsächlich durch Filtern der Geschwindigkeit und nutzen eines "Grenzwertes" wie bei der Geschwindigkeit nun bessere Ergebnisse für die Beschleunigung.

Den Matlab Syntax kenn ich natürlich nicht, danke schau ich mir mal an:)
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