(Flieh)kräfte am Motorrad

Garmin fenix 7X und epix Gen 2 im Test

Der Schwerpunkt dieses Tests und Vergleichs der Garmin Fenix 7X Solar und Garmin Epix Gen 2 liegt auf den Sensoren wie Höhenmesser, Positionsbestimmung und Herzfrequenz. Was unterscheidet die beiden GPS-Outdoor-Smartwatches? Und wie gut ist die Taschenlampe der Fenix 7X für den Outdoorbereich? Hier geht es zum Test der Outdoor-Smartwatches ...

    Hallo chris,


    dein Vorschlag mit einem Zahlenbeispiel gefällt mir sehr gut, vielleicht können wir uns damit zusammenraufen. Ich übernehme deine Werte und setze einen stationären Zustand voraus. Um den Weg des Fahrzeugs zu beschreiben, gehe ich von einem raumfesten Koordinatensystem aus (erdbezogen). Die Ergebnisse gebe ich für dein fahrzeugfestes Bezugssystem an.


    „..positive Richtung des Querbeschleunigungssensors zeigt zum Kurvenmittelpunkt“ verstehe ich zwar nicht --der Sensor kann eine Links- von einer Rechtskurve unterscheiden-- aber das ist nicht so wichtig.


    • Du hast 45° gewählt, beim Durchfahren der Kurve wirkt also eine Normalbeschleunigung (horizontal) von 9,81 m/s².
    • Das Messgerät ist geneigt (in meinem Koord. System) und zeigt in Richtung der Querachse deines Systems.
    • Wenn das Gerät seinem Namen entspricht und Beschleunigungen misst, verringert sich die Anzeige auf 6,94 m/s²
    • Links- und Rechtskurven sind durch das Vorzeichen des Messwertes eindeutig unterscheidbar.


    Für mich könnte hier schon Ende sein, mir ging es ja nur um „Null oder nicht Null?“.
    Aber du möchtest vielleicht noch einen Wert a > 9,81 m/s² sehen, den ich „unmöglich “ genannt habe – und weiterhin nenne.


    Ich halte mich zunächst an deine Vorgabe, für α = 0 soll der Sensor in Richtung der Fahrzeughochachse (bei mir: vertikal) den Wert
    +9,81 m/s² anzeigen. Als positive Messrichtung der Beschleunigung nehme ich mal „nach unten“ an, das geht aus deiner Angabe nicht hervor.
    +9,81 als Ruhewert ist allerdings schlicht eine falsche Kalibrierung, zwar möglich und erlaubt, aber nicht zutreffend. Für α = 0 --Geradeausfahrt oder nur stehend ist unerheblich-- gibt es keine vertikale Beschleunigung. Kräfte- und Momentensummen sind Null, also Gleichgewicht, also keine Beschleunigung in Richtung Hochachse.
    Entgegen populären Darstellungen unterliegen wir im Regelfall nicht der Erdbeschleunigung. Diese tritt erst auf, wenn wir „den Boden unter den Füßen verlieren“, z. B. beim Sprung. Und dann entstehen Geschwindigkeiten und Wege gegenüber dem Bezugssystem Erde.


    Die reale Querbeschleunigung von 9,81 m/s² horizontal lässt sich im fahrzeugfesten System ersetzen durch die beiden Komponenten von je 6,94 m/s² in Richtung der Querachse (45° nach unten) und in Richtung der Hochachse (45° nach oben).


    • 1) Messsystem hat beim Winkel Null den Wert 9,81, misst nach unten positiv ==> Anzeigewert +16,75 m/s²
    • 2) Messsystem hat beim Winkel Null den Wert 9,81, misst nach oben positiv ==> Anzeigewert 2,87 m/s²
    • 3) Messsystem hat beim Winkel Null den korrekten Wert 0, misst nach unten positiv ==> Anzeigewert +6,94 m/s²
    • 4) Messsystem hat beim Winkel Null den korrekten Wert 0, misst nach oben positiv ==> Anzeigewert -6,94 m/s²


    Den in der Diskussion auftretenden Wert g / cos α = 13,87 m/s² habe ich nicht im Angebot.


    Grüße Bunav
    ** nüvi 760TFM, GPSMAP 76Cx, eTrex H **

    Jetzt habe ich verstanden, warum wir zu so unterschiedlichen Ergebnissen kommen. Du gehst von einem Messsystem aus, das "masselos" misst. Ein Beschleunigungssensor für die genannten Anwendungsfälle ist aber immer ein Sensor, der nach dem Trägheitsprinzip arbeitet und daher immer auch gleichzeitig die in Messachsrichtung wirkende Gewichtskraftskomponente mit erfasst - er ist also tatsächlich ein Kraftmesser, der nicht zwischen Statik und Dynamik unterscheiden kann.


    Es gibt zwar optische und akustische Wegsensoren, die werden aber nur in seltenen Fällen für die Bewegung über Grund, sprich in Straßennähe, eingesetzt. Diese Sensoren können aufgrund der Struktur der Straßenoberfläche aber nicht zur Richtungserfassung genutzt werden, dafür wäre ein definiertes Abtastmuster auf der Straße erforderlich, das eine Unterscheidung der Quer- und Längsbewegung ermöglicht. Daher liefern diese Sensoren auch nur die Absolutgeschwindigkeit, bzw. -beschleunigung, in unserem vereinfachten Fall die Tangentialkomponenten der Kreisfahrt.


    Gäbe es tatsächlich ein trägheitsloses Messystem, das ohne erdfeste Bezugsmarken auskäme, wäre das ein echter Fortschritt, weil sie viel universeller eingesetzt werden könnten und im Messbereich nicht so starken Einschränkungen unterliegen, wie die Trägheitssysteme.

    Ja chris, Beschleunigungen sind von Kräften zu trennen, bei einem Beschleunigungsmessgerät erwarte ich ausschließlich Beschleunigungswerte in der vorgesehenen Messrichtung.


    Wenn der Hersteller eine bestimmte Einbaulage vorschreibt –z.B. horizontal- dann wäre das für einspurige Fahrzeuge bei Kurvenfahrt nur mit erheblichem Aufwand umsetzbar.


    Was sollte man mit einem Messgerät anfangen, welches in horizontaler Lage (Ruhezustand) korrekt die Beschleunigung Null anzeigt, bei Drehung um ±90° dann auf Werte von +9,81 oder -9,81 m/s² kommt, ohne dass eine Beschleunigung in der vorgesehenen Messrichtung vorliegt?


    Grüße Bunav
    ** nüvi 760TFM, GPSMAP 76Cx, eTrex H **

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    Zitat von Bunav

    Was sollte man mit einem Messgerät anfangen...

    Genau darum ging es ja. Man kann mit einem solchen Messgerät in diesem (speziellen) Fall nichts anfangen.:lol:

    Um noch mal den Bogen zur Trägheitsnavigation zurück zu schlagen: Der Aufwand, mit Linearbeschleunigungssensoren und Drehratensensoren die tatsächliche Bewegung des Fahrzeugs im Raum festzustellen, ist immerhin so aufwändig, dass die meisten Navis mit Koppelnavigation auf einem Motorrad nicht funktionieren, weil man die Sensorik nicht vollständig auswertet. Man spart sich da nur die vollständige Berechnung, die theoretisch dann auch zu motorradtauglichen Systemen führen würde.

    Die Messsysteme, die mit jeweils drei Linear- und drei Drehratensensoren eine vollständige Auswertung vornehmen, liegen preislich dann gleich in Größenordnungen, die dann selbst den hartgesottenen Mopedfahrer zurückschrecken lassen, der doch so gerne wissen möchte, wie schräg er denn nun um's Eck' fährt.

    Hat man sich ausgiebig und lange genug mit solchen Problemen geplagt, entwickelt man auch wieder eine kindliche Faszination für Dinge, die auf den ersten Blick völlig trivial erscheinen:

    3-MB-Video eines schwerkraftunabhängigen Messsystems. Ich könnte stundenlang zugucken.:lol: