走行中に道路の勾配を推定することは可能ですか?


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推定が完全に正確でなくても、走行中に道路の勾配を推定できると便利です。GPSを使用すると、理論的には短い距離を走行し、高度の差を乗った距離で割って大まかな推定値を得ることが理論的に可能になるはずです。(サインとタンジェントは小さな角度でも同等であることに注意してください。)

携帯電話やGPSを搭載した自転車用コンピュータによって与えられる高度は、短距離で意味のある勾配推定を行うのに十分正確ですか?さらに、GPSを必要としない道路の勾配を推定する実用的な方法はありますか?

回答:


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傾斜計を入手してください。それらは特に正確ではありませんが、読み取りは瞬時に行われ、価格は適切です。

ここに画像の説明を入力してください


面白い。傾斜計は聞いたことがありませんでしたが、このようなものが存在するのではないかと思いました。
amcnabb 2012

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私はこれが私にとって役に立たないことを発見しました...前方への動きの量とバブルはあまりにも動きすぎて何の役にも立ちません。YMMV。
Ken Hiatt

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ええ、泡はある粗さの道路でかなり踊ります。それは私が持っている特定のユニットのデザインかもしれません(写真のものではありません)。しかし、5%の丘と「より良い」丘では、かなり良い測定値が得られます。
ダニエルRヒックス

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私は過去にそれについて考えました。可能な代替策は、厚いが半透明の油で満たされた逆さまの(湾曲した)透明なカプセル内の金属球です。落ち着くまでに数秒かかるので、揺れや加速はそれほど影響しません。ちょっとした考え!
heltonbiker

私が持っているユニットは完璧ではありませんが、それでもかなり便利です。そして、物事がそうであるように安価で軽いので、それはその不完全さでさえ持っていることは合理的なものです。
ダニエルRヒックス

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Garmin Edgeシリーズの GPSサイクリングコンピュータのほとんどは、グレードを表示できます。Edge 500およびEdge 800(Edge 200ではない)には、高度を決定する気圧高度計があります。次に、表示データフィールドを変更または追加して、現在の成績を表示できます。

今朝の丘陵地帯での表示フィールドとしてのグレードを追加したばかりなので、おかしいです。

勾配計算は100〜200 mの水平移動(推定)ごとに更新されるため、最新の勾配計算を取得するまでに少し遅れがあります。遅延を考慮に入れると、全体的な等級の見積もりはかなり合理的に思えます。

また、多くのコンピュータアプリケーションはGPS追跡ログを取得し、そのポイントの既知の高度を取得して、事後のグレードを計算できます。たとえば、あなたがOS XIを使用している場合は、知っているアセントは、この(ないノート私は知られている例として、それを使用して、このプログラムを支持しておりません)。他にも多くのGPSトラック解析プログラムが存在することも確信しています。GPSトラックを記録できるスマートフォンアプリケーションがいくつかあるはずです。これらのアプリケーションをこれらの分析プログラムの1つにインポートして、事後に成績を取得することができます。

余談 -一部の旧式のEdgeユニット(Edge 305、705など)にも気圧高度計があります。あなたがebayまたはcraigslistで中古のものを見つけることができるならば、これはより手頃なオプションであるかもしれません。Edge 800にアップグレードした後、古いEdge 305をリストしようとしているので、これを言います。


特に気圧高度計についての情報をありがとう。高度計を備えたGPSバイクコンピューターに加えて、$ 30から$ 50の範囲で利用できるスタンドアロンの高度計や、高度計を備えた非GPSバイクコンピューターがいくつかあるようです。
amcnabb 2012

GPS以外の自転車のコンピュータの良い点... GPS自転車のコンピュータを長い間使用していたので、それらの存在をほとんど忘れていました。私はハイエンドのPolarコンピュータのいくつかがこれを行うと確信しています。
Rider_X 2012

私はEdge 800と500を使用しています...どちらもあなたに等級を付けるというまともな仕事をしています。完璧ではなく、インスタントでもありませんが、ライディング中の使用には十分です。どちらも、コンピューターにロードされた後のデータをより適切に(そしてマップによく一致させて)くれます。
Ken Hiatt

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エッジ高度計を頻繁に校正する必要がありますか?バディは気圧高度計を持っていて、気圧のわずかな変動によって測定値が大幅に異なる可能性があるため、1日2回マップに基づいて現在の高度をダイヤルインする必要がありましたが、それを行う限り、場所のマップによく同意しましたチェックしたところ。
マイクサミュエル

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いいえ、エッジユニットは自己調整します。私は海の近くの山岳地帯に住んでおり、海に降りたり、既知のピークに向かうたびに、実際の標高にかなり近いです。マニュアルは、それがどのように校正されるかを明記していないようですが、私が見つけた最良の議論はここにあります
Rider_X 2012

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携帯電話、通常は。一部のアプリケーションは、サードパーティから提供される標高情報を使用してデータをマッサージしようとしますが、それはせいぜいクラップシュートです。気圧高度計を備えた専用のGPSがおそらく最善の策です。正確さについてはお話しできませんが、他の実用的なオプションよりは確かに優れています。

成績欲しいだけなら、そのためのアプリがあります。


iHandy Levelアプリは面白いアイデアのように見えますが、地面と同じ高さの表面を作成する方法が必要ではないでしょうか。
amcnabb 2012

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地面と地面の高さは同じですか?
スティーブントゥセット

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はい。ただし、測定は隆起やわずかな変動に非常に敏感であり、道路が電話に傷を付ける可能性があるようです。また、他のオプションのいくつかは停止する必要がありません。
amcnabb 2012

道路の勾配を一度測定するだけで済みます。そして、丘が短い場合は、GPSデバイスよりもおそらく正確です。とにかく、傾斜計から適切な読み取り値を取得するには停止する必要があるでしょう。
スティーブントゥセット

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無関係:「傾斜計」は素晴らしい言葉です。私はそれを頭の中で "incline-o-meter"と発音して、無限の楽しみを持っています。
スティーブントゥセット

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他の人々は、すでにGPSとGPS対応の電話、高度計気圧計、および傾斜計について議論しています。気泡傾斜計(回答の中で他の場所に示されているSkymountiなど)は、加速度によって影響を受ける可能性があるため、最高の測定値を取得する必要があります。dGPS(ディファレンシャルGPS)は、測量機器でグレードを測定するために使用されますが、これらは一般に消費者向けのデバイスではなく、自転車で使用できるほどコンパクトでもありません。停止中に、長い直定規、分度器、および垂直線で勾配を測定することもできます。一部の電話やその他のデバイス(iPodやWiiコントローラーなど)には、乗車中に勾配情報を報告する組み込みの多軸加速度計がありますが、凹凸のある道路によって精度が影響を受ける可能性があると報告されています。自転車コンピュータのiBikeラインは、気圧、速度、加速度センサー。伝えられるところによると、勾配の推定値はかなり良いものになり得ます。

とはいえ、自転車に乗っているときに道路の勾配を決定するために使用できる最も正確なデバイスの1つは、適切に調整されたパワーメーターです。好条件では、速度と電力のデータから道路の勾配を抽出できます(他のいくつかの変数を知っているか、測定できる場合)。たとえば、次の図は、40 kmの米国の全国的なタイムトライアルレコードが設定された、TTのフラットモリアーティ、ニューメキシコ、TTコースのプロファイルの比較です。このコースは、直線的な往復(つまり、20kmのアウト、ターンアラウンド、そして20kmのバックで合計40km)であり、国内で最も平坦なコースの1つであり、 .0015(0.15%)の平均勾配。以下のプロットは、3つのトレースを示しています。青で消費者レベルのGPSレシーバーを使用した勾配の測定と、パワーメーター測定から得られた2つのトレース(赤と緑)です。緑の線は、悪条件のある日の再構築された標高プロファイルを示し、赤の線は、良好な日の再構築されたプロファイルを示します。このコースは往復であるため、20 kmポイントの前後のプロファイルは鏡像であり、最後に同じ標高で一致する必要があります。見て分かるように、好ましい条件では、パワーメーターから再構築されたプロファイルは、GPSからのプロファイルよりも優れています(ただし、不利な日には、プロファイルははるかに悪くなります)。

モリアーティNMタイムトライアルコース標高プロファイル

別の例として、サンフランシスコ湾岸に沿った多目的パスの再構築された標高プロファイルを次に示します。

ベイトレイルの標高プロファイル

これは、トレイルの1マイル(= 1.6 km)の往復セグメントのプロファイルを示しています。ここでも、再構成されたプロファイルの2つの半分が鏡像であり、平均勾配が約.00125であることがわかります。同様に重要なのは、40 cm未満(約1フィート)のトレイルで一貫した傾斜を簡単に見つけることができることです。

これらの2つのプロットに使用される分析方法の説明と、必要な追加データをここに示します


では、グリーントレースが非常に不正確になった不利な条件は何でしたか?面白そうですね。
amcnabb 2012

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@ R.Chung –狂った数の処理 パワーデータから標高を計算するときに、平滑化カーネルを追加していますか?また、良い日と悪い日、および実際のプロファイル(たとえば、USGSマップの1つ)からの高度計の読み取り値をオーバーレイできますか?かなり興味深いかもしれません。この例での唯一の注意点は、標高の小さな変化(-+ 35 m)について話していることです。1200m以上の多くの登りに比べるとかなり小さいです。
Rider_X

@amcnabb-私は不利な条件=風だと思います。
Rider_X

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右、それはわずかな向かい風/追い風の後ろ向きでした(わずかに2mph未満を意味します)。風速がわからなかった場合、緑と赤のプロファイルが一致するまでさまざまな風速を推測することで、実際にそれを把握することができました。ただし、スケールが非常に小さいため、グリーンプロファイルの「不正確さ」が誇張されていることに注意してください。垂直スケールはメートル単位で、水平スケールはkm単位であり、コース全体での最大絶対誤差は約40メートルで、推定勾配の絶対誤差はわずか約0.25%でした
R. Chung

カーネルを平滑化する必要はありません。正確な速度と電力のデータが必要です。この方法と、ビッグクライムでの高度計バロメーターとの比較や、ここに示すような公共事業の道路計画と比較したその論文には、他の例があります
R.チョン

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GPSから導出された高度を無視しても、GPSは引き続き役立ちます。ライドを記録してからStravaにアップロードすると、terrain-elevation-databaseに基づく高度プロファイルが表示されます。

Strava標高プロファイル

標高プロファイルのセクションにカーソルを合わせると、その時点での勾配が表示されます。マウスオーバーした領域は、地図上にマーカーとして示されます。

Stravaの標高とマップの接続

ライドのセクションをドラッグして選択することもでき、平均グレードや標高ゲインなどの統計が表示されます。

これは、時間をサイクリングしている丘のグレードを直接示しているわけではありませんが、「感触」(サイクルするのがどれほど難しいか)、またはメモリ(知っていること)によってグレードを推定する方法をすぐに学ぶことができますこの道路はStravaセグメントであり、平均的なグレードは何ですか)


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Androidフォンで、傾斜度を直接出力する優れた無料のレベルアプリであるchkuentzの「Leveler」をロードします。式tan(degrees)=パーセントグレードを使用します。例:3度の接線= 0.052、つまり5.2%。スマートフォンをサイドエッジに置くか、路面に置くか、道路と同じ高さにある場合はtoバーに置きます。学位を読み、その後秘密にしてください。エレガントではありませんが、安くてかなり正確です。

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