¿Cuáles son los 9 grados de libertad en robótica?

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Encontré en SparkFun un módulo que detecta el movimiento en 9 grados de libertad (DOF). Solo conozco 6 DOF: traslación en dirección X, Y, Z y rotación sobre los ejes X, Y y Z. ¿Cuáles son los otros tres?

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Soy consciente de que hay robots con más de 6 DOF, pero en estos cada segmento tiene solo 6 DOF como máximo. La mano humana (incluida la muñeca) tiene 23 DOF.

sensor stevenvh
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por favor no use una firma.
Kortuk
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@Stevenvh, solo te lo decía porque lo he editado muchas veces. Las firmas no están permitidas, pero entiendo que quieres hacerlas.
Kortuk
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@Ralph, lo siento si sientes lo contrario, SO tuvo una discusión muy grande, si tienes una pregunta con 4 respuestas y todos agregan una pequeña firma, entonces aumentas en gran medida la longitud de la página. ¿Y qué agrega la firma? Soy el ejecutor de la regla, lo siento si no te gustan. Cada publicación está firmada por el usuario con su nombre e identificación. En su perfil puede publicar información relacionada con sus antecedentes específicos. Al firmar, está duplicando el espacio que esto toma por página. Me encantaría hablar de esto en el chat si aún tienes dudas.
Kortuk
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@Stevenvh, estoy tratando de ser cortés, en general notarás que no elimino a alguien que dice: "Espero que esto ayude". No vale la pena. Sin embargo, eliminar las firmas no es un tema que se debata, es una regla difícil que existía antes de que comenzara a moderar y una que tuvo una gran cantidad de discusión antes de que se tomara una decisión.
Kortuk
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@stevenvh: no es solo el espacio ocupado, es el momento . Con 768 visitas hasta ahora, si todos tuvieran que pensar durante unos segundos para entender lo que significaba TIA, como lo hice yo, ¡eso es media hora de tiempo perdido!
Mark Booth

Respuestas:

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Creo que los otros tres con ese módulo son las salidas del magnetómetro.

Toby Jaffey
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Sí, esa fue mi idea también, pero no son DOF; puede tener un cambio en la lectura del magnetómetro a menos que se mueva al menos en uno de los otros DOF. A menos que su campo magnético se mueva con respecto a su sistema de referencia. Pero entonces no son verdaderos DOF. De lo contrario, podría agregar un sensor de luz y llamarlo un décimo DOF. No lo es Sin embargo, puede llamarlo un parámetro.
stevenvh
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El sensor Sparkfun tiene tres grados de libertad extra "falsos" con el magnetómetro. Si estuviera utilizando la entrada de la IMU en un filtro de Kalman o en una representación de espacio de estado, tendría 9 fuentes de datos, pero solo 6 posibles direcciones mecánicas de movimiento. Sin embargo, las fuentes de datos adicionales pueden proporcionarle una idea más precisa de cómo se ha mudado.
mjcarroll
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@mjc: Específicamente, el error integral a largo plazo del sensor magnético (brújula) es efectivamente nulo, lo que puede usarse para eliminar ese error del giroscopio.
Nick T
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Como nota adicional, es posible que medir realmente más grados de libertad pueda ser perjudicial en algunas aplicaciones de controles. Esto es especialmente cierto con sensores más baratos y entornos de alto ruido. Si solo necesita controlar un grado de libertad, entonces el ruido adicional de las otras 5-8 mediciones puede dificultar el control.
mjcarroll
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Mientras leo la descripción, supongo que simplemente agregaron las señales que se miden: 3 giroscopios (orientación) + 3 acelerómetros + 3 sensores de campo magnético = 9. No tiene sentido para mí, los giroscopios y los sensores de campo magnético esencialmente miden lo mismo ( orientación), aunque creo que los giroscopios son más útiles para pequeños cambios, y los sensores de campo magnético son mejores para la estabilidad a largo plazo, por lo que se complementan entre sí.

Pero agregar todo hasta 9 es hablar de ventas en mi libro. También podrían agregar un sensor de temperatura y llamarlo una placa de 10 DOF.

Wouter van Ooijen
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También agregue un cronómetro para llamarlo un tablero de 11 DOF.
Efreeto
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Es extraño incluir sensores magnéticos como grados de libertad; esas son variables dependientes, mientras que si tengo 9 dof (grados de libertad), entonces tengo 9 servos que puedo controlar, con ortogonalidad. Espero una base lineal en común; si alguien dice que vio la succión contada, tendría que llamar a eso falso, aunque podría ocupar fácilmente el mismo hardware de bucle de control.

Cualquier cosa adicional simplemente define esos servos; ya sea rotativo, angular, de extensión, presión de agarre, extremadamente limitado o no, etc. simplemente aclare lo que se ha construido en los 9 ejes disponibles. No hay razón para esperar x, y, z y la primera y segunda derivada de ellos; o simplemente las derivadas de puño y el ángulo rho / theta / phi, tendrían cualquier cardinalidad sin los datos descriptivos necesarios para formar el hermetiano de esas variables.

Thrangalucchian
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Puede obtener 9 DoF si considera las velocidades angulares como separadas de la orientación instantánea. 6 DoF solo le dará una posición y orientación estáticas absolutas. Hay 3 DoF adicionales para la aceleración y un DoF para velocidades angulares. En realidad, esto hace doce en total, pero no tenemos una posición absoluta (o relativa), así que perdemos 3 DoF.

Salix alba
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