In der Navigation ist Koppeln (auch ded (für den abgeleiteten) das Rechnen oder der DR) der Prozess, jemandes aktuelle Position durch das Verwenden einer vorher entschlossenen Position oder übler Lage, und das Vorrücken dieser Position zu berechnen, die auf bekannten oder geschätzten Geschwindigkeiten im Laufe der verbrauchten Zeit und Kurs gestützt ist.

Koppeln, mit besten Schätzungen der Geschwindigkeit und Richtung, ist kumulativen Fehlern unterworfen. Fortschritte in der Navigationshilfe, die genaue Information über die Position in der besonderen Satellitennavigation mit dem Globalen Positionierungssystem gibt, haben einfaches Koppeln durch zu den meisten Zwecken veraltete Menschen gemacht; jedoch verwenden Trägheitsnavigationssysteme, die sehr genaue Richtungsauskunft geben, Koppeln und werden sehr weit angewandt.

Analog mit ihrem Navigationsgebrauch wird das Wortkoppeln auch verwendet, um den Prozess zu bedeuten, den Wert jeder variablen Menge durch das Verwenden eines früheren Werts und das Hinzufügen zu schätzen, dass beliebige Änderungen inzwischen vorgekommen sind. Häufig deutet dieser Gebrauch an, dass die Änderungen genau nicht bekannt sind. Der frühere Wert und die Änderungen können gemessen werden oder berechnete Mengen.

Es gibt Spekulation auf dem etymologischen Ursprung des Begriffes, aber keine zuverlässige Information.

Fehler

Koppeln kann die beste verfügbare Information über die Position geben, aber ist bedeutenden Fehlern wegen vieler Faktoren unterworfen, weil, wie man genau bekannt muss, sowohl Geschwindigkeit als auch Richtung in allen Momenten für die Position genau bestimmt werden. Zum Beispiel, wenn Versetzung durch die Zahl von Folgen eines Rades gemessen wird, wird jede Diskrepanz zwischen dem wirklichen und angenommenen Diameter, vielleicht dank des Grads der Inflation und Tragen, eine Quelle des Fehlers sein. Da jede Schätzung der Position hinsichtlich der vorherigen ist, sind Fehler kumulativ.

Tiernavigation

In Studien der Tiernavigation ist Koppeln allgemeiner (obwohl nicht exklusiv) bekannt als Pfad-Integration, und Tiere verwenden es, um ihre aktuelle Position zu schätzen, die auf den Bewegungen gestützt ist, die sie seit ihrer letzten bekannten Position gemacht haben. Wie man auch gezeigt hat, sind Tiere wie Ameisen, Nagetiere und Gänse unaufhörlich ihre Positionen hinsichtlich eines Startpunkts nachgegangen und dazu, eine wichtige Sachkenntnis zurückgekehrt, für Wesen dass Futter für das Essen zu haben, und kehren dann zu einem festen Haus zurück.

Seenavigation

In der Seenavigation zieht ein "toter" Rechnen-Anschlag allgemein die Wirkung von Strömen oder Wind nicht in Betracht. An Bord des Schiffs wird ein Koppeln-Anschlag wichtig im Auswerten der Positionsinformation und der Planung der Bewegung des Behälters betrachtet.

Koppeln beginnt mit einer bekannten Position oder übler Lage, die dann, mathematisch oder direkt auf der Karte, mittels des registrierten Kopfstücks, der Geschwindigkeit, und Zeit vorgebracht wird. Geschwindigkeit kann durch viele Methoden bestimmt werden. Vor der modernen Instrumentierung wurde es an Bord des Schiffs mit einem Span-Klotz bestimmt. Modernere Methoden schließen Grube-Klotz ein, der in Motorgeschwindigkeit (z.B in rpm) gegen einen Tisch der Gesamtversetzung (für Schiffe) Verweise anbringt oder in jemandes angezeigter Eigengeschwindigkeit Verweise anbringt, die durch den Druck von einer Tube von Pitot gefüttert ist. Dieses Maß wird zu einer gleichwertigen Eigengeschwindigkeit umgewandelt, die auf bekannten atmosphärischen Bedingungen und gemessenen Fehlern im angezeigten Eigengeschwindigkeitssystem gestützt ist. Ein Marinebehälter-Gebrauch, den ein Gerät ein Grube-Schwert (rodmeter) genannt hat, der zwei Sensoren auf einer Metallstange verwendet, um die elektromagnetische Abweichung zu messen, die durch das Schiff verursacht ist, das sich durch Wasser bewegt. Diese Änderung wird dann zur Geschwindigkeit des Schiffs umgewandelt. Entfernung wird durch das Multiplizieren der Geschwindigkeit und die Zeit bestimmt. Diese anfängliche Position kann dann angepasst werden, auf eine geschätzte Position hinauslaufend, indem sie den Strom (bekannt als Satz und Antrieb in der Seenavigation) in Betracht gezogen wird. Wenn es keine verfügbare Stellungsinformation gibt, kann ein neuer Koppeln-Anschlag von einer geschätzten Position anfangen. In diesem Fall werden nachfolgende Koppeln-Positionen geschätzten Satz und Antrieb in Betracht gezogen haben.

Koppeln-Positionen werden an vorher bestimmten Zwischenräumen berechnet, und werden zwischen üblen Lagen aufrechterhalten. Die Dauer des Zwischenraums ändert sich. Faktoren einschließlich jemandes Geschwindigkeit haben gut und die Natur des Kopfstücks und der anderen Kurs-Änderungen gemacht, und das Urteil des Navigators bestimmt, wenn Koppeln-Positionen berechnet werden.

Vor der Entwicklung des Seechronometers war Koppeln die primäre Methode, Länge zu bestimmen, die für Seemänner wie Christoph Kolumbus und John Cabot auf ihren transatlantischen Reisen verfügbar ist. Werkzeuge wie der Überquerungsausschuss wurden entwickelt, um sogar analphabetischen Besatzungsmitgliedern zu ermöglichen, die für das Koppeln erforderlichen Daten zu sammeln.

Luftnavigation

Bevor das Advent des modernen Hilfskoppelns in der Luftnavigation weit verwendet wurde, Versetzung der durch den Wind verursachten Position in Betracht ziehend, so weit möglich, häufig mit einem Werkzeug ein Winddreieck genannt hat. In der Regel wurden Positionen des Koppelns (DR) mindestens einmal alle 300 Meilen berechnet, und als man verbundene Umdrehungen gemacht hat, die sich auf mehr als 30 Grade vom anfänglichen Kopfstück aus der letzten DR-Position belaufen.

Einfaches Koppeln ist aus dem Gebrauch für die Luftnavigation gefallen, aber wird durch Trägheitsnavigationssysteme (INSes) verwendet, die fast auf dem fortgeschritteneren Flugzeug universal sind. Der INS wird in der Kombination mit anderer Navigationshilfe wie GPS verwendet, um zuverlässige Navigationsfähigkeit unter eigentlich irgendwelchen Bedingungen ohne das Bedürfnis nach Außennavigationsverweisungen zur Verfügung zu stellen.

Jedoch wird einfaches Koppeln noch durch das Zivilflugzeug weit verwendet, das nicht mit GPS oder Radionavigationshilfe ausgestattet ist. Der Pilot setzt regelmäßig eine üble Positionslage vom Sehzielen von Grenzsteinen bezüglich einer Karte ein, Fehler im toten gerechneten Kurs erlaubend, korrigiert zu werden. Piloten des fortgeschrittenen Flugzeuges werden im Koppeln erzogen, das verwendbar im Falle des Misserfolgs von fortgeschrittenen Navigationssystemen bleibt.

Automobilnavigation

Koppeln wird heute an einem hohen Ende Automobilnavigationssysteme durchgeführt, um die Beschränkungen der GPS/GNSS Technologie allein zu überwinden. Satellitenmikrowellensignale sind in Parkhäusern und Tunnels nicht verfügbar, und sind sich häufig streng in städtischen Felsschluchten und in der Nähe von Bäumen wegen blockierter Gesichtslinien zu den Satelliten oder der Mehrpfad-Fortpflanzung abgebaut. In einem Koppeln-Navigationssystem wird das Auto mit Sensoren ausgestattet, die das Raddiameter wissen und Radfolgen und steuernde Richtung registrieren. Diese Sensoren sind häufig bereits in Autos zu anderen Zwecken (Antiblockiersystem, elektronische Stabilitätskontrolle) da und können durch das Navigationssystem vom Netzbus des Kontrolleur-Gebiets gelesen werden. Das Navigationssystem verwendet dann einen Filter von Kalman, um die immer verfügbaren Sensordaten mit der genauen, aber gelegentlich nicht verfügbaren Positionsinformation von den Satellitendaten in eine vereinigte üble Positionslage zu integrieren.

Autonome Navigation in der Robotertechnik

Koppeln wird an einem niedrigeren Ende verwertet, nicht gegenüber der Mission kritisch, oder dicht durch die Zeit oder das Gewicht, robotic Anwendungen beschränkt. Es wird gewöhnlich verwendet, um das Bedürfnis danach zu reduzieren, Technologie, wie Überschallsensoren, GPS oder Stellen von einigen geradliniger und Drehencoders in einem autonomen Roboter zu fühlen, so außerordentlich Kosten und Kompliziertheit auf Kosten der Leistung und Wiederholbarkeit reduzierend. Die richtige Anwendung des Koppelns in diesem Sinn würde einen bekannten Prozentsatz der elektrischen Leistung oder des hydraulischen Drucks zu den Laufwerk-Motoren des Roboters über eine gegebene Zeitdauer von einem allgemeinen Startpunkt liefern sollen. Koppeln ist nicht völlig genau, der zu Fehlern in Entfernungsschätzungen im Intervall von einigen Millimetern (in CNC führen kann, der maschinell herstellt) zu Kilometern (im UAV'S), gestützt auf der Dauer des Laufs, der Geschwindigkeit des Roboters, der Länge des Laufs und mehreren anderen Faktoren.

Richtungskoppeln

Der südanspitzende Kampfwagen war ein altes chinesisches Gerät, das aus einem zweirädrigen von Pferden gezogenen Fahrzeug besteht, das einen Zeigestock getragen hat, der immer beabsichtigt war, um nach Süden zu zielen, egal wie sich der Kampfwagen gedreht hat. Der Kampfwagen hat den Navigationsgebrauch des magnetischen Kompasses zurückdatiert, und konnte die Richtung nicht entdecken, die Süden war. Stattdessen hat es eine Art Richtungskoppeln verwendet: Am Anfang einer Reise wurde der Zeigestock südwärts mit der Hand, mit lokalen Kenntnissen oder astronomischen Beobachtungen z.B des Polarsterns gerichtet. Dann, als es gereist ist, hat ein Mechanismus, der vielleicht Ausgleichsgetriebe enthält, die verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten der zwei Räder verwendet, um den Zeigestock hinsichtlich des Körpers des Kampfwagens durch den Winkel von Umdrehungen gemacht (Thema der verfügbaren mechanischen Genauigkeit) zu drehen, den Zeigestock behaltend, der in seiner ursprünglichen Richtung nach Süden zielt. Fehler, so immer mit dem Koppeln, würden anwachsen, wie Entfernung vergrößert gereist ist.

Differenzial steuert Laufwerk-Koppeln

Hier sind die Koppeln-Gleichungen für die Koordinaten (x und y), und für einen Differenziallaufwerk-Roboter mit encoders auf beiden Laufwerken gehend:

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wo die Encoder-Zecken sind, die auf dem Laufwerk ein registriert sind, die Encoder-Zecken sind, die auf dem Laufwerk zwei registriert sind, ist der Radius jedes Laufwerk-Rades, ist die Trennung zwischen den Rädern, und ist die Zahl von in einer vollen, Folge im Platz registrierten Encoder-Zecken.

Koppeln für vernetzte Spiele

Vernetzte Spiele und Simulierungswerkzeuge verwenden alltäglich Koppeln, um vorauszusagen, wo ein Schauspieler in diesem Augenblick, mit seinem letzten bekannten kinematischen Staat (Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Orientierung und winkelige Geschwindigkeit) sein sollte. Das ist in erster Linie erforderlich, weil es unpraktisch ist, um Netzaktualisierungen an der Rate zu senden, die die meisten Spiele, 60 Hz führen. Die grundlegende Lösung fängt durch die Projektierung in die zukünftige verwendende geradlinige Physik an:

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P_t = P_0 + V_0T + \frac {1} {2} A_0T^2

</Mathematik>

Diese Formel wird verwendet, um den Gegenstand zu bewegen, bis eine neue Aktualisierung über das Netz erhalten wird. An diesem Punkt besteht das Problem darin, dass es jetzt zwei kinematische Staaten gibt: die zurzeit geschätzte Position und die gerade erhaltene, wirkliche Position. Auflösung dieser zwei Staaten auf eine glaubwürdige Weise kann ziemlich kompliziert sein. Eine Annäherung soll eine Kurve (ab Kubikfugenbretter von Bézier, Catmull-Rom Fugenbretter und Kurven von Hermite) zwischen den zwei Staaten schaffen, während sie noch in die Zukunft vorspringt. Eine andere Technik soll das projektive Geschwindigkeitsmischen verwenden, das das Mischen von zwei Vorsprüngen ist (letzt bekannt und Strom), wo der aktuelle Vorsprung ein Mischen zwischen der letzten bekannten und aktuellen Geschwindigkeit im Laufe einer Satz-Zeit verwendet.

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Koppeln in der Literatur

In Walden schlägt Henry David Thoreau die folgende Annäherung an das Leben vor:

In "Moby Dick, oder setzt Der Walfisch" Herman Melville auf der Seite 507 fest: "... und in diesen denselben lebensgefährlichen Meeren, sucht ihn nicht sein Weg durch das bloße Koppeln des fehlerim Überfluss Klotzes tastend?"

Siehe auch

• Fehler von Abbe
• Luftnavigation
• Einstellung und gehende Bezugssysteme
• Himmlische Navigation
• Kundenseite-Vorhersage
• Extrapolation
• Trägheitsnavigationssystem
• Kugelförmige Trigonometrie

Links

• Bowditch Online: "Koppeln"
• Gerade Schmiere: Ist "Koppeln" für das "abgeleitete Rechnen" kurz?
• Jesse Aronson: "Koppeln: Latenz, sich für vernetzte Spiele" verbergend
• Eine Zeitung über das Fußgängerkoppeln: "Allrichtungsfußgängernavigation für die Ersten Antwortsender" durch Stéphane Beauregard (2006)
• WFR, ein Koppeln-Roboter