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Differenza tra heading e attitude?

Sensori, trasduttori, regolatori...
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[1] Differenza tra heading e attitude?

Messaggioda Foto UtenteTommino » 3 gen 2020, 17:15

Vorrei capire qual è la differenza tra heading e attitude :) :D
Il mio dubbio deriva dal fatto che vorrei scegliere un sensore da montare su una macchinina telecomandata per sapere l'orientamento ( cioè dove sta puntando rispetto al nord magnetico).
Non capisco le differenze operative, vantaggi/svantaggi che ci possono essere ad usare un sensore di heading ( solo bussola e accelerometro) oppure una AHRS ( attitude and heading reference system) che contiene anche un giroscopio .
Anche solo con una bussola posso sapere l'orientamento secondo me. Quindi non capisco i vantaggi del gyroscopio.
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[2] Re: Differenza tra heading e attitude?

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 3 gen 2020, 19:42

Non sono sicuro perché ci possono essere vari settori tecnici, ognuno con il proprio gergo.

Che attitude corrisponda ad assetto ?

Se ben ricordo, gli angoli di assetto sono tre rollio, beccheggio, imbardata roll, pitch, jaw
sono intesi più come angoli assunti dinamicamente da un natante o un velivolo.
Se il rollio fosse costante si chiamerebbe sbandamento.
di più non so, sono curioso di leggere altre risposte. O_/
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[3] Re: Differenza tra heading e attitude?

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 4 gen 2020, 19:32

Come dice Foto UtenteMarcoD lo heading e` la direzione in cui e` orientato il veicolo, su un piano orizzontale, mentre attitude, assetto, e` la direzione del veicolo nello spazio, con tre gradi di liberta`.

Per una automobile ti basta la direzione, supponendo che abbia sempre le ruote per terra e il terreno sia in piano, mentre per un aereo servono tutti e tre gli angoli.

Se fai correre il modello su una pista con curve paraboliche, in curva il sensore di campo magnetico puo` darti delle indicazioni non corrette perche' si inclina il sensore magnetico e comincia a sentire la componente verticale del campo magnetico terrestre.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[4] Re: Differenza tra heading e attitude?

Messaggioda Foto UtenteEdmondDantes » 4 gen 2020, 19:45

IsidoroKZ ha scritto:Per una automobile ti basta la direzione, supponendo che abbia sempre le ruote per terra e il terreno sia in piano, mentre per un aereo servono tutti e tre gli angoli


Foto UtenteTommino, tieni in mente questa affermazione, soprattutto l'ipotesi di terreno in piano (orizzontale). Sembra una sciocchezza, ma se l'oggetto non e' ben equipaggiato, i dati che ti restituisce potrebbero non collimare con la realtà. ;-)
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[5] Re: Differenza tra heading e attitude?

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 4 gen 2020, 19:58

Se fai correre il modello.....si inclina il sensore magnetico e comincia a sentire la componente verticale del campo magnetico terrestre.
Pensare anche a un veicolo cingolato che si muove per traverso su una montagnola o scende in un avvallamento, e deve mantenere la direzione.
Poi se la tua attività è hobbistica, compre il sensore che costa meno o che è più semplice da interfacciare.
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[6] Re: Differenza tra heading e attitude?

Messaggioda Foto UtenteTommino » 5 gen 2020, 11:11

IsidoroKZ ha scritto:Come dice Foto UtenteMarcoD lo heading e` la direzione in cui e` orientato il veicolo, su un piano orizzontale, mentre attitude, assetto, e` la direzione del veicolo nello spazio, con tre gradi di liberta`.


Ok questo non lo avevo capito e ti ringrazio.
Ma lo heading corrisponde allo yaw con roll=pitch=0? E lo yaw è sempre riferito al nord magnetico?



IsidoroKZ ha scritto:Se fai correre il modello su una pista con curve paraboliche, in curva il sensore di campo magnetico puo` darti delle indicazioni non corrette perche' si inclina il sensore magnetico e comincia a sentire la componente verticale del campo magnetico terrestre.

Questo l'accelerometro della bussola riesce a correggerlo solo se la macchinina è ferma mentre se sta viaggiando potrebbe non essere accurato? perché la bussole solitamente sono "tilt compensated"; ma in movimento ci saranno altre accelerazioni oltre la gravita' e quindi non sarebbe in grado di correggere la misura di heading

O_/ O_/ O_/ O_/ O_/ O_/
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[7] Re: Differenza tra heading e attitude?

Messaggioda Foto UtenteTommino » 5 gen 2020, 11:13

Foto UtenteTommino, tieni in mente questa affermazione, soprattutto l'ipotesi di terreno in piano (orizzontale). Sembra una sciocchezza, ma se l'oggetto non e' ben equipaggiato, i dati che ti restituisce potrebbero non collimare con la realtà. ;-)[/quote]

Foto UtenteEdmondDantes Rimando alla risposta ad IsidoroKZ :D :D :D :D :D
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[8] Re: Differenza tra heading e attitude?

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 5 gen 2020, 11:41

Ma lo heading corrisponde allo yaw con roll=pitch=0?
E lo yaw è sempre riferito al nord magnetico?

Non saprei esattamente.

Lo heading (direzione) coincide con la rotta o "angolo di bussola" riferito a un natante (nave).

Il yow può essere inteso come un moto/posizione di disturbo a valor medio nullo sullo heading.

Nelle navi, l'angolo di rotta con le bussole giroscopiche è riferito al nord geografico.
Nei navigatori, la direzione, forse, viene calcolata con il GPS come differenza fra due posizioni successive.
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[9] Re: Differenza tra heading e attitude?

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 5 gen 2020, 21:54

Tommino ha scritto:
Ma lo heading corrisponde allo yaw con roll=pitch=0? E lo yaw è sempre riferito al nord magnetico?


La questione non e` cosi` semplice, vedo se riesco a dire qualcosa di sensato prima di cena :). Se divento incoerente e` perche' ho un calo di zuccheri :D

Bisogna prendere l'argomento un po' alla larga con gli assi usati per descrivere la posizione del mezzo. Quello che segue e` riferito al mondo dell'aeronautica. Prendiamo il mezzo (aereo, auto...) e definiamo tre assi, X Y e Z, con X la direzione "del muso", Y la direzione destra del mezzo e Z la direzione verso il basso. La terna ha origine nel baricentro del mezzo. Questi si chiamano assi corpo e la velocita` di rotazione intorno all'asse X e` la velocita` di rollio, intorno all'asse Y e` la velocita` di beccheggio e intorno all'asse Z e`la velocita` di imbardata. Se l'auto "cappotta" o l'aereo fa acrobazia, gli assi rimangono sempre fissi rispetto al veicolo. In auto lo sterzo (se non sbandi o voli) controlla l'imbardata, in inglese yaw. Solo con gli assi corpo non puoi sapere in che direzione sei messo, perche' girano con il veicolo, serve un riferimento esterno.

Per l'aeronautica ci sono poi gli assi vento, in cui l'asse X e` opposto alla velocita` dell'aria che colpisce l'aereo, l'asse Z e` nella direzione della verticale apparente (e non verticale geometrica), e l'asse Y e` quello destro fra X e Z. Per la tua auto puoi dimenticarteli :D

Infine ci sono gli assi terra, o assi suolo, fissi rispetto al suolo. X e Y sono orizzontali, perpendicolari fra di loro, orientati come ti pare, Z e` verticale in basso. Se il veicolo non e` in assetto troppo strano, l'angolo di yaw e` l'angolo fra asse X corpo e asse X suolo. In realta` l'angolo di yaw non e` importante, quello importante e` la velocita` con cui questo cambia. Il motivo per cui l'angolo non e` importante e` dovuto al fatto che gli assi suolo possono avere una direzione qualunque, ad esempio potrebbe essere con l'asse X suolo lungo l'asse della strada.

Per sapere in che direzione stai andando, bisogna riferirsi a una direzione fissa, che potrebbe essere ad esempio il nord magnetico. In questo caso si definisce heading (prua) l'angolo fra asse X corpo e direzione del nord. Questo lo misura la bussola, se il veicolo e` in piano. Se hai heading di 0 gradi, non e` detto che ti stia muovendo verso nord: ad esempio se "derapi" (non sono sicuro del termine in campo auto) puoi avere il muso che punta in una direzione e l'auto che si muove in una direzione diversa. La direzione effettiva in cui ti muovi si chiama track oppure bearing.

In aereo ci sono problemi perche' se voli nel vento ti sembra di "andare dritto" in realta` il vento ti scarroccia di lato. Poi ci sono i problemi di differenza fra asse vento e asse corpo, ma in auto non ci sono, a meno di non uscire da una galleria con vento forte e trovarsi sull'altra corsia :(

La misura dello heading con una bussola funziona se il veicolo e` in piano. Questo perche' il campo magnetico terrestre non punta orizzontalmente verso nord, ma punta in basso e verso nord, per cui la bussola, se viene inclinata, puo` sentire la componente verticale del campo magnetico e quindi dare delle letture sbagliate.

In aereo, con la bussa magnetica e` un casino sapere in che direzione si va mentre si vira o si cambia velocita`, in un sistema elettronico AHRS invece le cose vanno meglio perche' la direzione e` calcolata con i giroscopi (in realta` sono virometri), mentre gli accelerometri e la bussola (sono tre sensori ortogonali), servono per tenere allineato il riferimento rispetto agli assi terra che ci si ricostruisce facendo un po' di conti sui dati dell'AHRS. In effetti in un aereo, quando si accende l'avionica, bisogna tenere il velivolo fermo per 5 minuti in modo che accelerometri e bussola allineino alla verticale e al nordo il riferimento ricavato con i virometri.

In definitiva: se il tuo veicolo va praticamente sempre in piano, la bussola magnetica basta e avanza. Se invece fai una "guida sportiva" con derapate, salti, assetti strani, e ti serve sapere esattamente dove sei, allora AHRS. Infine se solo occasionalmente non sei in piano, non ti servono precisioni elevate, allora la bussola dovrebbe bastare.

Tommino ha scritto:
Questo l'accelerometro della bussola riesce a correggerlo solo se la macchinina è ferma mentre se sta viaggiando potrebbe non essere accurato? perché la bussole solitamente sono "tilt compensated"; ma in movimento ci saranno altre accelerazioni oltre la gravita' e quindi non sarebbe in grado di correggere la misura di heading


Vedi sopra! In che condizioni si trovera` a lavorare la macchina? Il tilt compensated potrebbe usare tre accelerometri per capire come e` messo il veicolo e misurare il campo con tre sensori di campo magnetico, e poi fare i conti di conseguenza. Rimane da capire che cosa vuol dire lo heading se la macchina non e` in piano.
Se pero` il veicolo ha delle accelerazioni, imbrogli gli accelerometri e i risultati che vengono fuori sono errati, ad esempio su una curva parabolica. In questi casi ci vogliono i giroscopi per sapere davvero qual e` l'assetto dell'auto.
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