Esercizio incertezza scelta sensori

[Roswell1947]

Salve a tutti.Ho un grosso problema,dato che la scelta di sensori e il calcolo di incertezze non è il mio forte chiedo,se possibile,un aiuto a chi ne sa molto più di me.Ho un esercizio/attività laboratorio che recita come segue:

Un veicolo autonomo è in grado di ricostruire la propria traiettoria su una mappa e di riprodurre un percorso arbitrario su di essa. In particolare, il veicolo è uno "strumento" in grado di rilevare (a) la distanza percorsa e (b) la propria velocità angolare. Si intende stimare la riproducibilità e la precisione associate alla misura delle le grandezze (a) e (b), utilizzando una ruota metrica equipaggiata con encoder e un giroscopio angolare.

1). Individuare in rete un modello di encoder rotativo da accoppiare ad una ruota da collegare all'autovettura. Scegliere diametro della ruota e risoluzione dell'encoder tali da ottenere una inaccuratezza inferiore ai 10mm; osservando il manuale tecnico, elencare sinteticamente le caratteristiche metrologiche e le grandezze di influenza ritenute importanti, sia definendole sia riportandone il valore numerico.
2). Per caratterizzare l'accuratezza della sterzata si scelga, come sensore di velocità angolare del veicolo, un giroscopio MEMS avente come campo di misura non più di 300 /s; osservando il manuale tecnico, elencare sinteticamente le caratteristiche metrologiche e le grandezze di influenza ritenute importanti, sia definendole sia riportandone il valore numerico.
3) Simulare almeno 4 giri su pista ovale lunga 500m in cui il veicolo viaggia a velocità differenti ogni giro. Ad ogni passaggio per l'apice dell'ovale, è effettuato il rilevamento della distanza percorsa e della velocità angolare mediante ruota metrica ed encoder. Lo stesso rilevamento è effettuato dall'elettronica del veicolo, equipaggiato con la propria sensoristica. Ripetere la simulazione almeno 5 volte inserendo errori compatibili con quelli elencati nei manuali degli strumenti utilizzati. Considerare nelle simulazioni la presenza di deriva sulla misura di distanza dovuta alla non perfetta conoscenza del diametro della ruota metrica (ad ogni giro si misura una distanza percorsa sempre più piccola o sempre più grande).
4) Riportare in grafici a barre la misura di distanza e velocità angolare effettuate dal veicolo in funzione di quelle ottenute tramite ruota metrica + giroscopio.

chiedo ,se possibile, aiuto per la soluzione dei vari punti 1,2,3,4.A parte la scelta in rete della ruota ,encoder e giroscopio ,mi srvirebbe sapere quali sono i criteri e i calcoli da adottare per fare la scelta...p.es come scegliere diametro della ruota e risoluzione dell'encoder tali da ottenere una inaccuratezza inferiore ai 10mm

Grazie in anticipo a quanti mi daranno una mano.

[IsidoroKZ]

Come al solito .a risposta è "Come imposteresti la soluzione?" E prima ancora "ci sono delle specifiche dubbie o incomprensibili?"

La domanda invece è in quale ambito è stato dato il problema?

[Roswell1947]

L'ambito è quello di un esercizio da università per un esame di sensori.Come imposterei la soluzione?il problema è proprio questo dato che non saprei come iniziare,a parte che non essendo stati trattati fino ad oggi ,nel corso,i vari sensori ed encoder ma solo definizioni vari su misure,accuratezza e precisione etc p.es per il primo punto non sa so proprio come impostarlo-Devo scegliere un diametro della ruota e la risoluzione di un encoder affinchè l'incertezza sia minore di 10 mm,ma incertezza su cosa?sulla circonferenza della ruota?e come la lego alla risoluzione dell'encoder?Se ho una ruota di raggio R la sua circonferenza sarà e quindi l'incertezza sulla lunghezza della circonferenza sarà quindi
..questa è l'incertezza assoluta ,oppure devo usare la varianza? inoltre come scelgo la risoluzione dell'encoder affinche venga rispettata la specifica iniziale?

[MarcoD]

Il testo non è chiaro.
Occorre avere coraggio, fare delle assunzioni e poi delle considerazioni,
forse non è la via migliore, ma non è sbagliata. Se è un esercizio, descrivi le considarazioni fatte.

Poi se si considera che una ruota può slittare rispeto al terreno, aumentano gli errori.
Non ho capito se la ruota è una di quelle dell'autoveicolo o è un ruotino apposito per l'encoder
(forse il ruotino slitta meno perché assorbe poca coppia)

Supponi che il requisito sia 10 mm riferiti a ogni metro percorso 1% impreciso.
Oppure riferito a un percorso di 4 giri pista x 500 m ?
supponi una ruota diametro 0,5 m e un encoder incrementale da 5000 impulsi al giro,
inizia a calcolare la risoluzione..
Cerca nel web " encoder incrementali" guarda la risoluzione offerta.

[Roswell1947]

Dunque la risoluzione dell' encoder sarà di 360/5000 par a 0.072 gradi (circa 0,00125 rad) e quindi ruppondendo una raggio di 0.25 m avrei una risluzione di lunghezza pari a 0.00125 * 0.25 = 0.0003125 m cioè 0.3125 mm giusto? Inoltre non ho capito ma questa ruota mnetrica dovrà toccare il terreno?quindi dovrà essere affincata ed avere una dimensione simile a quella della ruota dell'autoveicolo??

[MarcoD]

Inoltre non ho capito ma questa ruota metrica dovrà toccare il terreno?quindi dovrà essere affincata ed avere una dimensione simile a quella della ruota dell'autoveicolo??
Dovrebbe toccare il terreno.
Non so se la ruota metrica è presente, e non conosco il suo diametro.
Un una ruota di una autovettura, quanto influisce la pressione del pneumatico sul diametro?
Quanto slitta una ruota sul terreno ? 1%, 0,1% ? Non so proprio.

E' bene scegliere un encoder con una risoluzione non molto maggiore della precisione possibile.

[Roswell1947]

Quindi scegliendo per ipotesi una ruota di 0.5m di diametro ed encoder da 5000 impulsi/giro sarei intorno ad una incertezza di circa 0.3mm che è molto inferiore a 10 mm anche considerando anche altri effettiche potrebbero influire.Al max potrei considerare anche una incertezza sul raggio della ruota metrica...

[MarcoD]

Sono poco competente.
Ho riletto il testo, non parla di autoveicolo, ma di veicolo a guida autonoma.
Ho cercato ruote metriche nel web:
Guarda qui, ma non so se sono adatte a una strada.
http://www.italsensor.com/it/metric-wheel/

Almeno ne vedi una, cerca di capire le caratteristiche.

[Roswell1947]

Ok..speriamo che ci sia qualcuno che ne sappia di più su questo genere di problemi...anche io non sono molto competente in questo genere di cose...tra le altre cose il professore è ,purtroppo,un ingegnere meccanico e non elettronico...

[MarcoD]

Una scelta di giroscopi, leggi i data sheet.

https://it.farnell.com/c/semiconduttori ... scopi-mems