¿Es posible estimar el grado de la carretera mientras se conduce?

amcnabb

¿Es posible estimar el grado de la carretera mientras se conduce?

Sería bueno poder estimar el grado de una carretera mientras conduce, incluso si la estimación no es completamente precisa. Con un GPS, en teoría, debería ser posible recorrer una distancia corta y dividir la diferencia de altura entre la distancia recorrida para obtener una estimación aproximada. (Tenga en cuenta que el seno y la tangente son comparables para ángulos pequeños).

¿Es la elevación dada por un teléfono celular o una computadora de bicicleta equipada con GPS lo suficientemente precisa como para brindar una estimación de grado significativa en distancias cortas? Además, ¿hay alguna forma práctica de estimar el grado de una carretera que no requiera un GPS?

daniel r hicks

Consigue un inclinómetro. No son particularmente precisos, pero la lectura es instantánea y el precio es correcto.

ingrese la descripción de la imagen aquí

amcnabb

Interesante. Nunca había oído hablar de un inclinómetro, pero me preguntaba si podría existir algo así.

ken hiatt

Descubrí que esto es inútil para mí ... cualquier cantidad de movimiento hacia adelante y la burbuja se mueve demasiado para ser de alguna utilidad. YMMV.

daniel r hicks

Sí, la burbuja baila bastante en carreteras de cierta aspereza. Sin embargo, sospecho que puede ser el diseño de la unidad particular que tengo (que no es la que se muestra). Pero todavía obtienes lecturas bastante buenas en 5% y colinas "mejores": es solo en el piso que baila tanto.

heltonbiker

Lo he pensado en el pasado. Una posible alternativa sería una esfera de metal dentro de una cápsula transparente invertida (curvada hacia arriba) llena de aceite espeso pero translúcido. Eso tardaría unos segundos en asentarse, por lo que las sacudidas y las aceleraciones no lo afectarían tanto. ¡Solo un pensamiento!

daniel r hicks

Debo señalar que, si bien la unidad que tengo no es perfecta, sigue siendo bastante útil. Y por más económicas y livianas que sean las cosas, es razonable tenerlas incluso con sus imperfecciones.

BillyNair

tienen similares para jeeps de escalada en roca, pero tienen problemas similares, lo suficientemente buenos si necesita una estimación aproximada.

mgb

Tengo las subidas por aquí calibradas en "cuán cerca de perder mi desayuno" (cuesta arriba) y "voy a necesitar ropa interior limpia" (cuesta abajo). Es cierto que no es una unidad que se haya puesto de moda entre los geógrafos, pero funciona para mí.

steveha

Ventajas del inclinómetro: tecnología sencilla y probada; preciso si lo monta correctamente; barato. Menos: la burbuja chapotea mientras la bicicleta se mueve, por lo que para medir correctamente una colina, debe detener la bicicleta y dejar que la burbuja se asiente. (Detuve el tándem en una mala pendiente cuesta arriba para medirlo... hombre, odio eso y mi fogonero estaba aún menos feliz). El GPS de la bicicleta registra los datos de su viaje, entonces, ¿por qué no usar la función de tener un GPS para bicicleta. Si no tienes el GPS, esta no es una mala manera de hacerlo.

Roel Schroeven

¿Supongo que esto mide el ángulo, en grados, en lugar del grado, en porcentajes?

Vladimir F Героям слава

@RoelSchroeven Intenté una búsqueda rápida en Google y las descripciones hablan sobre la calificación en porcentaje.

Jinete_X

La mayoría de los ciclocomputadores con GPS de la serie Garmin Edge pueden mostrar el grado. El Edge 500 y el Edge 800 (no el Edge 200) tienen altímetros barométricos para determinar la altitud. Luego puede cambiar o agregar un campo de datos de visualización para mostrar la calificación actual.

Es divertido que preguntes cuando acabo de agregar la calificación como un campo de visualización esta mañana en un viaje montañoso.

Actualiza el cálculo de pendiente cada 100-200 m de recorrido horizontal (estimación aproximada), por lo que hay un pequeño retraso antes de obtener un cálculo de pendiente actualizado. En general, la calificación estimada parece bastante razonable, si se tiene en cuenta el retraso.

Además, muchas aplicaciones informáticas pueden tomar un registro de seguimiento GPS y recuperar la altitud conocida de ese punto y calcular la calificación después del hecho. Por ejemplo, si usa OS X, sé que Ascent hace esto ( tenga en cuenta que NO estoy respaldando este programa, solo lo uso como un ejemplo conocido). También estoy seguro de que hay muchos otros programas de análisis de seguimiento de GPS que también lo hacen. Estoy seguro de que hay algunas aplicaciones de teléfonos inteligentes que pueden registrar una ruta de GPS, que potencialmente podría importar a uno de estos programas de análisis para obtener la calificación después del hecho.

Además , algunas de las unidades Edge más antiguas descontinuadas (por ejemplo, Edge 305, 705) también tienen altímetros barométricos. Esta puede ser una opción más económica si puede encontrar uno usado en eBay o Craigslist. Digo esto porque estoy a punto de enumerar mi antiguo Edge 305 después de actualizar a un Edge 800.

amcnabb

Gracias por la información, especialmente sobre los altímetros barométricos. Además de las computadoras para bicicletas GPS con altímetros, parece que hay varios altímetros independientes disponibles en el rango de $ 30 a $ 50, así como computadoras para bicicletas sin GPS con altímetros.

Jinete_X

Buen punto sobre los ciclocomputadores sin GPS... Casi me olvido de que existen, ya que he estado usando ciclocomputadores con GPS durante mucho tiempo. Estoy seguro de que algunas de las computadoras Polar de gama alta harán esto.

ken hiatt

Yo uso el Edge 800 y el 500... ambos hacen un trabajo decente al darte la calificación. No es perfecto y no es instantáneo, pero es lo suficientemente bueno para usarlo mientras se conduce. Ambos dan mejor (y se acercan a los mapas) con los datos una vez cargados en la computadora.

mike samuel

¿Tienes que calibrar el altímetro Edge a menudo? Un amigo tenía un altímetro barométrico y tenía que marcar la altitud actual en función de los mapas dos veces al día, ya que las variaciones menores en la presión del aire podrían dar lugar a lecturas sustancialmente diferentes, pero siempre que hiciera eso, concordaba bien con el mapa en los lugares. donde revisamos.

Jinete_X

No, las unidades Edge se autocalibran. Vivo en un área montañosa, cerca del océano y cada vez que bajo al océano o me dirijo a un pico conocido, está bastante cerca de la elevación real. El manual no parece especificar cómo se calibra, pero la mejor discusión que he encontrado al respecto está aquí .

Esteban Touset

Teléfonos celulares, por lo general no. Algunas aplicaciones intentarán manipular los datos utilizando información de elevación proporcionada por terceros, pero en el mejor de los casos es un juego de dados. Un GPS dedicado con un altímetro barométrico es probablemente su mejor opción. Realmente no puedo hablar de su nivel de precisión, pero ciertamente es mejor que otras opciones prácticas.

Si solo quieres calificar, hay una aplicación para eso .

amcnabb

La aplicación iHandy Level parece una idea interesante, pero necesitaría alguna forma de hacer una superficie que esté nivelada con el suelo, ¿no es así?

Esteban Touset

¿No está el suelo al nivel del suelo?

amcnabb

Sí, pero entonces la medición sería muy sensible a los golpes y ligeras variaciones, y parece que la carretera podría rayar un teléfono. Además, algunas de las otras opciones no requieren detenerse.

Esteban Touset

Solo necesita medir el grado de la carretera una vez. Y probablemente sea más preciso que un dispositivo GPS para colinas más cortas. Probablemente deba detenerse para obtener una lectura razonable del inclinómetro de todos modos.

amcnabb

Esos son buenos puntos.

Esteban Touset

Sin relación: "inclinómetro" es una gran palabra. Me divierto infinitamente pronunciándolo "incline-o-meter" en mi cabeza.

dbr

Me pregunto qué tan preciso sería si conectara el iPhone con un soporte para bicicleta y pusiera a cero la aplicación del inclinómetro en una superficie plana conocida (con un nivel de burbuja, digamos)

Jahaziel

Solo necesita un soporte que pueda sostener su teléfono en algún lugar de la bicicleta. Calibra el soporte cuando la bicicleta está en posición vertical, en posición de conducción en un terreno nivelado, luego puede tener una buena lectura desde su teléfono mientras conduce.

R.Chung

Otros ya han hablado de GPS y teléfonos habilitados para GPS, barómetros altimétricos e inclinómetros. Los inclinómetros de burbujas (como el Skymounti que se muestra en otras partes de las respuestas) pueden verse afectados por las aceleraciones, por lo que para obtener las mejores lecturas, debe permanecer estacionario. El dGPS (GPS diferencial) se usa en instrumentos topográficos para medir las calificaciones, pero estos generalmente no son dispositivos de nivel de consumidor, ni son lo suficientemente compactos para usar en bicicleta. Las pendientes también se pueden medir, mientras están paradas, con una regla larga, un transportador y una plomada. Algunos teléfonos y otros dispositivos (como iPods y controladores de Wii) tienen acelerómetros multieje integrados que reportarán información de pendiente mientras conduce, pero los informes indican que su precisión puede verse afectada por caminos llenos de baches. La línea iBike de ciclocomputadores utiliza una combinación de barométrica, velocidad, y sensores de acelerómetro; según se informa, las estimaciones del gradiente pueden ser bastante buenas.

Dicho esto, uno de los dispositivos más precisos que se pueden utilizar para determinar el grado de la carretera en bicicleta es un medidor de potencia bien calibrado. En condiciones favorables, la pendiente de la carretera se puede extraer de los datos de velocidad y potencia (si se conocen o se pueden medir algunas otras variables). Por ejemplo, aquí hay una comparación del perfil de la pista llana de Moriarty, Nuevo México, TT en la que se estableció el récord nacional de contrarreloj de 40 km de EE. UU. El recorrido es recto de ida y vuelta (es decir, 20 km de ida, una vuelta y luego 20 km de regreso para un total de 40 km) y uno de los más llanos del país, con solo 30 metros de caída en 20 km para una pendiente promedio de .0015 (0.15%). El siguiente gráfico muestra tres trazos: una medición del gradiente utilizando un receptor GPS de nivel de consumidor en azul y dos trazos (en rojo y verde) derivados de las mediciones del medidor de potencia. La línea verde muestra el perfil de elevación reconstruido en un día con condiciones desfavorables, mientras que la línea roja muestra el perfil reconstruido en un día favorable. Debido a que este recorrido es de ida y vuelta, los perfiles antes y después del punto de 20 km deben ser imágenes especulares y al final deben coincidir en la misma elevación. Como puede verse, en condiciones favorables el perfil reconstruido a partir del medidor de potencia supera al de un GPS (aunque en un día desfavorable el perfil es mucho peor).

Perfiles de elevación del curso de contrarreloj de Moriarty NM

Para otro ejemplo, aquí está el perfil de elevación reconstruido para un camino de usos múltiples a lo largo de la costa de la Bahía de San Francisco.

Perfil de elevación del sendero de la bahía

Esto muestra el perfil de un segmento de ida y vuelta de 1 milla (=1,6 km) del sendero. Una vez más, puede ver que las dos mitades del perfil reconstruido son imágenes especulares y que la pendiente promedio fue de alrededor de 0,00125. Igual de importante, puede detectar fácilmente depresiones constantes en el camino de menos de 40 cm (alrededor de un pie).

La descripción del método analítico usado para estas dos parcelas y los datos adicionales requeridos se dan aquí .

amcnabb

Entonces, ¿cuáles fueron las condiciones desfavorables que causaron que el trazo verde fuera tan impreciso? Eso parece interesante.

Jinete_X

@R.Chung – ¡Crujidos de números locos! Cuando está calculando la elevación a partir de los datos de potencia, ¿está agregando un núcleo de suavizado? ¿También podría superponer las lecturas del altímetro del día bueno y el malo, así como el perfil real (por ejemplo, de uno de los mapas del USGS)? Podría ser bastante interesante. Mi única advertencia con este ejemplo es que estamos hablando de pequeños cambios de elevación (-+ 35 m). Bien pequeña en comparación con muchas de nuestras subidas que superan los 1200 m.

Jinete_X

@amcnabb: supongo que condiciones desfavorables = viento.

R.Chung

Correcto, fue un ligero viento de frente hacia afuera / viento de cola hacia atrás (ligero, lo que significa un poco menos de 2 mph). Si no hubiéramos sabido la velocidad del viento, podríamos haberlo descubierto adivinando varias velocidades del viento hasta que los perfiles verde y rojo coincidieran. Pero tenga en cuenta que la "inexactitud" del perfil verde es exagerada porque la escala es muy pequeña: la escala vertical está en metros mientras que la escala horizontal está en km, y el error absoluto más grande en todo el recorrido fue de solo unos 40 metros y el error absoluto en la pendiente estimada fue solo alrededor del 0.25%

R.Chung

No se necesita suavizar el kernel. Necesitamos datos precisos de velocidad y potencia. Hay otros ejemplos en ese artículo de comparación de este método con barómetros altimétricos en grandes subidas y contra planes de carreteras de obras públicas como este .

Jinete_X

@R.Chung: al leer detenidamente su documento técnico/presentación, puedo ver que aquí tiene una idea realmente brillante. La restricción de vueltas añadida a los cálculos es genial. La restricción del viento no es ideal, pero me pregunto si un modelo más complejo que use información del medidor de viento (iBike) o un altímetro podría superar esto. Esto significaría un marco estadístico un poco más complejo, pero creo que su restricción de vueltas lo uniría muy bien. ¿Ya hay un paquete R para esto?

R.Chung

Se ha integrado un módulo de elevación virtual en Golden Cheetah ; se llama Aerolab y puede usar datos de viento si están disponibles. En cuanto a un sensor de viento, la gente definitivamente está trabajando en él .

R.Chung

dbr

Ignorando la elevación derivada del GPS, el GPS aún puede ser útil. Si graba su viaje, luego carga su viaje a Strava , verá el perfil de elevación basado en una base de datos de elevación del terreno:

Perfil de elevación de Strava

Puede pasar el mouse sobre las secciones del perfil de elevación, que le muestra el grado en ese punto. El área sobre la que pasa el mouse se indica en el mapa como un marcador:

Elevación de Strava y conexión de mapa

También puede arrastrar y seleccionar una sección de su viaje y le brinda estadísticas como el grado promedio y la ganancia de elevación.

Si bien esto no le dice directamente el grado de la colina que está subiendo en bicicleta en el tiempo, puede aprender rápidamente cómo estimar el grado "al tacto" (por lo difícil que es subir en bicicleta) o de memoria (sabiendo este camino es un segmento de Strava, y cuál es su calificación promedio)

piloto herrero

En un teléfono Android, cargue 'Leveler' de chkuentz, una excelente aplicación de nivelación gratuita que muestra los grados de pendiente directamente. Utilice la fórmula, tan(grados)= grado porcentual. Ejemplo: tangente de 3 grados = 0,052 o 5,2 por ciento. Coloque su teléfono en el borde lateral, en la superficie de la carretera, o en la barra, si está al nivel de la carretera. Leer los grados y luego encubrirlos. No es elegante, pero es barato y bastante preciso.

Carlos James

Tuve la misma pregunta y parece que las computadoras de bicicleta tienen un retraso en la medición del grado de la carretera y están usando sensores de presión barométrica o GPS. Un sensor direccional BNO-055 9-DOF proporcionaría mediciones de ángulo instantáneas o un promedio durante cada revolución de la rueda.

Vladimir F Героям слава

¿Qué es este misterioso BNO-055 9-DOF?

Carlos James

"El sensor inteligente BNO055 es una solución que integra un acelerómetro triaxial de 14 bits, un giroscopio triaxial de bucle cerrado preciso de 16 bits, un sensor geomagnético triaxial y un microcontrolador de 32 bits. El BNO055 es la elección perfecta para AR, juegos inmersivos , salud y estado físico personal, navegación en interiores y cualquier otra aplicación que requiera conocimiento del contexto. Es ideal para aplicaciones exigentes como realidad aumentada, navegación, juegos, robótica o aplicaciones industriales".