Der Panorama Foto-Ball

[Nightshot]

Der Ball erfährt bis zum oberen Totpunkt eine Beschleunigung. Diese ist wie du schon richtigerweise festgestellt hast negativ.

Wichtig ist die resultierende Beschleunigung. Was passiert, wenn du mit deinem Auto fährst und latscht auf die Bremse? Du erfährst eine Kraft, die dich zum Lenkrad drückt. Der Ball der nach oben geworfen wird, wird auch immer langsamer und damit gebremst. Ein im Inneren mitreisender Passagier (Beschleunigungssensor) erfährt also eine Bremskraft die genau so groß ist wie die Erdanziehungskraft. Da beide unterschiedliches Vorzeichen haben heben sie sich auf.

 

[Joerg_F]

Das ist jetzt vermutlich das einzige Mal in meinem Forums-Dasein, dass ich an deiner technischen Expertise nörgele

Während des Fliegens (bzw. freien Fallens) registriert ein Beschleunigungssensor immer 0, egal welche Flugbahn der Ball beschreibt. Das bedeutet, dass man den Auslöser nicht so einfach da ankoppeln kann. Die Journalisten haben das auch nicht verstanden. Aber auf der originalen Website steht, wie es funktioniert:

Der Beschleunigungssensor misst die Beschleunigung beim Hochbeschleunigen mit der Hand (also so lange der Ball noch Kontakt zur Hand hat). Über diese Beschleuniung wird integriert und man erhält die Abwurfgeschwindgkeit. Aus der Abwurfgeschwindigkeit wird dann die Aufstiegszeit (Zeit die der Ball frei nach oben fliegt) berechnet und nach dieser vorab berechneten Zeit wird dann ausgelöst.

(Auf dem Mond würde der Ball folglich zu früh auslösen, aber die Anzahl der Reklamationen deswegen dürfte sich wohl in Grenzen halten )

Juchuu,

da kommen Erinnerungen an das Studium wieder hoch!

Spacemarine2009, was Du da geschrieben hast ist fast korrekt.

Ein Beschleunigungssensor besteht im Prinzip aus einer Masse, die über eine Feder mit dem Ball verbunden ist. Wenn auf den Ball eine äußere Kraft einwirkt (z.B. Beschleunigungs- oder Haltekräfte) wird die Masse ausgelenkt und anhand des Federweges kann über die Federkonstante die Kraft ermittelt und über die Masse die Beschleunigung errechnet werden.

Die Beschleunigung des Balls (Abbremsen in der Steigphase und schneller werden in der Sinkphase) erfolgt durch die Gravitation. Diese wirkt aber auf beide, den Ball UND die Masse. Daher führt dies während der Flugphase zu keiner Auslenkung an der Feder. => Sensor sagt "Beschleunigung = Null" => Kamera löst (während der gesamten Flugphase) aus.

Dies gilt aber nur im Vakuum!
(Vgl. Fallturm des ZARM in Bremen. Der wird auch vor jedem Fall leergesaugt).

Auf den Ball wirkt nämlich auch die Kraft durch den Luftwiderstand. Diese ist der Bewegungsrichtung entgegengesetzt, geht im oberent Totpunkt also durch Null.

Eine andere auf den Ball in der Flugphase einwirkende Kraft ist mir nicht bekannt. (Außer vielleicht elektromagnetische Aufladungen und Sonnenstürme,...)

Also wäre der Ansatz "Mach Foto bei Beschleunigung = Null" theoretisch machbar.
(Vor dem Abwurf wirkt ja die Haltekraft)

Aber da die Genauigkeit durch Integration der Beschleunigung beim Abwurf vermutlch genauer ist, haben sich die Entwickler wohl dafür entschieden.

Gruß

Jörg

Nachtrag: Im Moment des Verlassens der Hand gehen die einwirkenden Kräfte auch durch Null. Es gäbe also zwei Photos: "Start" und "oberer Totpunkt".

 

[UnclePat]

Dass unter Vernachlaessigung des Stroemungswiderstandes der Ball inklusive aller Komponenten im freien Fall in seinem Bezugssystem (engl. frame of reference) kraeftefrei (d.h. keine Beschleunigung erfaehrt) ist, sollte wohl hinreichend geklaert sein...

Der Luftwiderstand ist allerdings nicht zu Vernachlaessigen. Ein grober Ueberschlag hat mich auf eine Beschleunigung von ~0.5g bei einer Abwurfgeschwidigkeit von 10m/s gebracht. Wie gesagt, das ist ein Ueberschlag, da ich die genauen Daten des Balles nicht kenne.

 

[UnclePat]

Nachtrag: Im Moment des Verlassens der Hand gehen die einwirkenden Kräfte auch durch Null. Es gäbe also zwei Photos: "Start" und "oberer Totpunkt".

Das musst du mir aber genauer erklaeren!

 

[Joerg_F]

Das musst du mir aber genauer erklaeren!

Betrachtungsmoment 1:
Ich halte den Ball in der Hand.
Meine Haltekraft wirkt nach oben => die Masse im Sensor "schlägt nach unten aus"

Betrachtungsmoment 2:
Der Ball ist nach Verlassen meiner Hand in der Aufstiegsphase.
Die Strömungskraft wirkt nach unten => die Masse im Sensor "schlägt nach oben aus"

Betrachtungsmoment 3:
Der Ball ist nach dem oberen Totpunkt in der Sinkphase.
Die Strömungskraft wirkt nach oben => die Masse im Sensor "schlägt nach unten aus"

Betrachtungsmoment 4:
Ich halte den Ball in der Hand
= Betrachtungsmoment 1

Die Masse durchläuft genau zweimal den Nullpunkt. Einmal beim Verlassen der Hand und einmal bei der Umkehr im oberen Totpunkt.

 

[UnclePat]

Ok, an diesen "Nulldurchgang" hatte ich zuerst nicht gedacht, da ich von einer instantanen Kraefteaenderung (mit Vorzeichenwechsel) ausgegangen bin, d.h. die Kraeftefreiheit waere dann zu keinerm Zeitpunkt gegeben, waehrend die Kraft am oberen Totpunkt wirklich monoton den Nullpunkt durchlaeuft. Betrachtet man das ganze im echten System mit Traegheit hast du recht.

 

[portraitist]

Vergeßt es, es ist nicht möglich, mit einem Sensor im Ball den oberen Totpunkt zu bestimmen. Es läuft so wie hier schon beschrieben:

Der Beschleunigungssensor misst die Beschleunigung beim Hochbeschleunigen mit der Hand (also so lange der Ball noch Kontakt zur Hand hat). Über diese Beschleuniung wird integriert und man erhält die Abwurfgeschwindgkeit. Aus der Abwurfgeschwindigkeit wird dann die Aufstiegszeit (Zeit die der Ball frei nach oben fliegt) berechnet und nach dieser vorab berechneten Zeit wird dann ausgelöst.

Der Erfinder schreibt auf seiner Homepage:

...contains an accelerometer which we use to measure launch acceleration. Integration lets us predict rise time to the highest point, where we trigger the exposure.

Quelle: http://jonaspfeil.de/ballcamera

 

[Joerg_F]

Vergeßt es, es ist nicht möglich, mit einem Sensor im Ball den oberen Totpunkt zu bestimmen. Es läuft so wie hier schon beschrieben:



Der Erfinder schreibt auf seiner Homepage:



Quelle: http://jonaspfeil.de/ballcamera

Dass die Entwickler des Balls das so machen weiß ich auch. Steht ja schon weiter oben so.

Das bedeutet ja aber nicht, dass es im Prinzip nicht auch anders geht.
Die Begründung dafür habe ich ja sehr genau gegeben.

Hast Du vielleicht neben "TROTZDEM" irgendwelche Argumente?
Ansonsten kann ich auch mit meinen vierjährigen Neffen darüber diskutieren.

 

[Spacemarine2009]

Spacemarine2009, was Du da geschrieben hast ist fast korrekt.

Du hast Recht, wenn man den Luftwiderstand noch mit einbezieht, kann man den Totpunkt tatsächlich direkt über den Nulldurchgang der Beschleunigung erfassen.

Allerdings muss fairerweise dazugesagt werden, dass Nightshot genau diesen Gedankengang ein paar Posts vorher schon beschrieben hat:
https://www.dslr-forum.de/showpost.php?p=8950397&postcount=20

Ein grober Ueberschlag hat mich auf eine Beschleunigung von ~0.5g bei einer Abwurfgeschwidigkeit von 10m/s gebracht.

Da der Luftwiderstand quadratisch mit der Geschwindigkeit geht, dürfte er bereits einige Zeit vor dem Totpunkt schon nicht mehr zu messen sein. Daran wird es dann wohl in der Praxis scheitern.

Vergeßt es, es ist nicht möglich, mit einem Sensor im Ball den oberen Totpunkt zu bestimmen. Es läuft so wie hier schon beschrieben:

Theoretisch ist es schon möglich, allerdings wird es in der Praxis vermutlich an der Messungenauigkeit scheitern. Aber prinzipiell ist es nicht ausgeschlossen, daher haben Joerg_F und UnclePat schon recht.

 

[Joerg_F]

Allerdings muss fairerweise dazugesagt werden, dass Nightshot genau diesen Gedankengang ein paar Posts vorher schon beschrieben hat:
https://www.dslr-forum.de/showpost.php?p=8950397&postcount=20

Stimmt. Und im Nachhinein habe ich auch die mögliche Funktionsweise auf dem Mond verstanden. Damit steht einem erfolgreichen "Export" des Balls ja nichts mehr im Weg...

 

[Inder-Nett]

ist es überhaupt möglich so ein Stitchingartefakt-freies Bild herzustellen? Keine der Kameras/Objektive liegt im Nodalpunkt.

Bingo! Das Ganze ist so "genial" wie unsinnig.
Egal wie der Ball auslöst, da sind im Grunde Parallaxen-Fehler nicht vermeidbar, ein fehlerfreies Stitching ist nicht möglich.

 

[Frank Klemm]

Die Idee den Zeitpunkt der Auslösung mit einem Beschleunigungssensor zu koppeln ist toll ...

Sorry, Einspruch.
Sie funktioniert nicht.

Die Beschleunigung ist zwischem dem Abwurf und den Aufprall auf dem Boden fast exakt 0. Es gibt in der gesamten Flugphase keinerlei Anhaltspunkte für das Durchlaufen des oberen Totpunkts.

Mit Beschleunigungssensoren läßt sich der obere Totpunkt nicht bestimmen. Sowohl in der Newton'schen Mechanik wie in der SRT.

Weiterer Fehler. Auch im Umkehrpunkt ist die Kugel nicht in Ruhe, von 6 Freiheitsgraden ist gerade mal 1 Freiheitsgrad in Ruhe (3x Translation, 3x Rotation). Die Freiheitsgrade der Rotation sind dabei ohnehin wesentlich schlimmer als die der Translation.

Diese Meldung strotzt wiedermal so offensichtlich von Fehlern. Noch schlimmer ist es, dass das keiner merkt.

 

[Nightshot]

Die Beschleunigung ist zwischem dem Abwurf und den Aufprall auf dem Boden fast exakt 0. Es gibt in der gesamten Flugphase keinerlei Anhaltspunkte für das Durchlaufen des oberen Totpunkts.

Mit Beschleunigungssensoren läßt sich der obere Totpunkt nicht bestimmen. Sowohl in der Newton'schen Mechanik wie in der SRT.

Machmal würde es wirklich Sinn machen sich alle Beiträge durch zu lesen, bevor man einen Post abschickt. So kann man sich wunderbar im Kreis drehen.

 

[dopa87]

Ist schon ein cooles Spielzeug das Bällchen
Hab gerade im TV einen Bericht darüber gesehen.
http://www.n24.de/news/newsitem_7724060.html?id=1537187&autoplay=true

Da hinken die Kollegen vom Nachrichtensender aber ganz schön hinterher, wenn es hier schon seit 4 Monaten diesen Thread gibt...

 

[Gast_36935]

interessant der Hinweis der Erfinder, erst dann die Kamera
kommerziell zu vermarkten, wenn sie sie auf Tennisball-Größe
reduziert haben ...