रोबोटिक्स में स्वतंत्रता की 9 डिग्री क्या हैं?


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मैंने स्पार्कफुन पर एक मॉड्यूल पाया जो 9 डिग्री स्वतंत्रता (डीओएफ) में आंदोलन का पता लगाता है। मुझे केवल 6 डीओएफ के बारे में पता है: एक्स, वाई, जेड दिशा में अनुवाद, और एक्स, वाई और जेड अक्ष के बारे में रोटेशन। अन्य तीन क्या हैं?

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मुझे पता है अधिक से अधिक 6 dof के साथ रोबोट हैं कि हूँ, लेकिन इन में प्रत्येक खंड केवल 6 DOF अधिकतम है। मानव हाथ (कलाई सहित) में 23 डीओएफ है।


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कृपया एक हस्ताक्षर का उपयोग न करें।
Kortuk

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@Stevenvh, मैं आपको सिर्फ इसलिए बता रहा था क्योंकि मैंने इसे कई बार संपादित किया है। हस्ताक्षर की अनुमति नहीं है, लेकिन मैं समझता हूं कि उन्हें करना चाहते हैं।
कोर्तुक

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@ राल्फ, मुझे खेद है अगर आप अन्यथा महसूस करते हैं, तो एसओ के पास एक बहुत बड़ी चर्चा थी, अगर आपके पास 4 उत्तरों के साथ एक सवाल है और हर कोई थोड़ा हस्ताक्षर जोड़ता है तो आप पृष्ठ की लंबाई बढ़ाते हैं। और हस्ताक्षर क्या जोड़ता है? मैं नियम लागू करने वाला हूं, अगर आप उन्हें पसंद नहीं करते हैं तो मुझे खेद है। हर पोस्ट पर यूजर अपने नाम और आईडी के साथ साइन करता है। अपनी प्रोफ़ाइल पर आप अपनी विशिष्ट पृष्ठभूमि से संबंधित जानकारी पोस्ट कर सकते हैं। हस्ताक्षर करके, आप प्रति पृष्ठ इस स्थान को दोगुना कर रहे हैं। अगर आपको अभी भी चिंता है तो मैं इस पर चर्चा करना पसंद करूंगा।
कोर्तुक

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@Stevenvh, मैं विनम्र होने की कोशिश कर रहा हूं, सामान्य तौर पर आप देखेंगे कि मैं किसी को यह कहते हुए नहीं हटाता हूं, "आशा है कि यह मदद करता है"। यह इसके योग्य नहीं है। हालाँकि, हस्ताक्षर हटाना एक ऐसा विषय नहीं है जो चर्चा के लिए है, यह एक कठिन नियम है जो कि मैंने शुरू करने से पहले ही किया था और एक निर्णय से पहले एक बड़ी मात्रा में चर्चा हुई थी।
कोर्तुक

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@stevenvh - यह केवल लिया गया स्थान नहीं है , यह समय है । अब तक 768 विचारों के साथ, अगर हर किसी को कुछ सेकंड के लिए यह सोचने के लिए कि टीआईए का मतलब क्या है, जैसा कि मैंने किया था, तो उस समय का आधा घंटा बर्बाद हो गया है!
मार्क बूथ

जवाबों:


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मुझे लगता है कि उस मॉड्यूल के साथ अन्य तीन मैग्नेटोमीटर से आउटपुट हैं।


हां, यह मेरा विचार था, लेकिन वे डीओएफ नहीं हैं; जब तक आप कम से कम एक डीओएफ में नहीं जाते, तब तक मैग्नेटोमीटर की रीडिंग में बदलाव हो सकता है। जब तक आपका चुंबकीय क्षेत्र आपके संदर्भ प्रणाली के संबंध में नहीं चलता है। लेकिन फिर वे असली DOF नहीं हैं। अन्यथा आप एक प्रकाश संवेदक जोड़ सकते हैं और इसे 10 वें डीओएफ कह सकते हैं। यह नहीं है। आप इसे एक पैरामीटर कह सकते हैं।
स्टीवन्वह

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स्पार्कफुन सेंसर में मैग्नेटोमीटर के साथ "नकली" अतिरिक्त तीन डिग्री की स्वतंत्रता है। यदि आप एक कलमन फ़िल्टर या राज्य-अंतरिक्ष प्रतिनिधित्व में IMU से इनपुट का उपयोग कर रहे थे, तो आपके पास डेटा के 9 स्रोत होंगे, लेकिन गति के केवल 6 संभावित यांत्रिक निर्देश। अतिरिक्त डेटा स्रोत आपको अधिक सटीक विचार प्रदान कर सकते हैं कि आप कैसे चले गए हैं, हालांकि।
mjcarroll

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@ एमजेसी: विशेष रूप से, चुंबकीय संवेदक (कम्पास) की दीर्घकालिक अभिन्न त्रुटि प्रभावी रूप से शून्य है, जिसका उपयोग गायरोस्कोप से उस त्रुटि को खत्म करने के लिए किया जा सकता है।
निक टी

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एक अतिरिक्त नोट के रूप में, आप पा सकते हैं कि वास्तव में स्वतंत्रता के अधिक डिग्री को मापने के कुछ नियंत्रण अनुप्रयोगों में एक बाधा हो सकती है। यह विशेष रूप से सस्ता सेंसर और उच्च शोर वाले वातावरण के साथ सच है। यदि आपको केवल एक डिग्री की स्वतंत्रता को नियंत्रित करने की आवश्यकता है, तो अन्य 5-8 मापों से जोड़ा गया शोर नियंत्रण को और अधिक कठिन बना सकता है।
एमजेकरोल

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जैसा कि मैंने वर्णन पढ़ा है मुझे लगता है कि उन्होंने केवल उन संकेतों को जोड़ा है जो मापा जाता है: 3 gyros (अभिविन्यास) + 3 एक्सीलरोमीटर + 3 चुंबकीय क्षेत्र सेंसर = 9. मेरे लिए कोई मतलब नहीं है, gyros और चुंबकीय क्षेत्र सेंसर अनिवार्य रूप से एक ही चीज़ को मापते हैं ( अभिविन्यास), हालांकि मुझे लगता है कि छोटे परिवर्तन के लिए जाइरो अधिक उपयोगी है, और चुंबकीय क्षेत्र सेंसर दीर्घकालिक स्थिरता के लिए बेहतर हैं, इसलिए वे एक दूसरे के पूरक हैं।

लेकिन इसे सभी 9 तक जोड़ना मेरी किताब में बिक्री की बात है। वे एक तापमान सेंसर जोड़ सकते हैं और इसे 10 डीओएफ बोर्ड कह सकते हैं।


इसके अलावा इसे 11 DOF बोर्ड कहने के लिए एक स्टॉपवॉच जोड़ें।
एफर्टो

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स्वतंत्रता के डिग्री के रूप में चुंबकीय सेंसर को शामिल करना अजीब है; वे आश्रित चर हैं जबकि मुझे उम्मीद है कि अगर मेरे पास 9 डॉफ (स्वतंत्रता की डिग्री) है तो मेरे पास 9 सर्वो हैं जिन्हें मैं नियंत्रित कर सकता हूं, orthogonality के साथ। मुझे आम तौर पर एक रैखिक आधार की उम्मीद है; अगर कोई कहता है कि चूषण की गिनती देखी गई है, तो मुझे उस फर्जी को कॉल करना होगा, हालांकि यह आसानी से एक ही नियंत्रण लूप हार्डवेयर पर कब्जा कर सकता है।

आगे कुछ भी केवल उन सर्वो को परिभाषित करता है; क्या यह रोटरी, कोणीय, विस्तार, पकड़ दबाव, स्थाई रूप से सीमित है या नहीं, आदि स्पष्ट करें कि क्या उपलब्ध 9 अक्षों पर निर्माण किया गया है। एक्स, वाई, जेड और उनमें से पहले और दूसरे डेरिवेटिव की उम्मीद करने का कोई कारण नहीं है; या बस मुट्ठी डेरिवेटिव और आरएचओ / थीटा / फी कोण, वर्णनात्मक डेटा के बिना कोई भी कार्डिनैलिटी होगी जो उन चर के हेर्मेटियन बनाने के लिए आवश्यक है।


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आप 9 DoF प्राप्त कर सकते हैं यदि आप कोणीय वेगों को तात्कालिक अभिविन्यास के लिए अलग मानते हैं। 6 DoF आपको बस एक पूर्ण स्थिर स्थिति और अभिविन्यास देगा। त्वरण के लिए एक अतिरिक्त 3 DoF और कोणीय वेग के लिए एक DoF है। यह वास्तव में सभी में बारह बनाता है, लेकिन हमारे पास एक पूर्ण (या रिश्तेदार) स्थिति नहीं है इसलिए हम 3 DoF को ढीला करते हैं।

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