Shepherd - Замер динамики автомобиля

(приложение для android)

    Идея собрать устройство для замера динамики разгона авто с целью её объективной оценки у меня была давно. Первое время я пользовался видеорегистратором с функцией приёма GPS сигнала, но у него было 2 недостатка. Первый - точность измерений до 1 секунды, а второй - данные нельзя получить оперативно и скажем, попробовать изменить какие-либо настройки авто. Для определения результат нужно было дома на компьютере анализировать трек.

    Чтобы решить проблему точности приёма геоданных, нужен приёмник сигнала GPS/Глонасс. Мною были протестированы два приёмника с алиэкспресса, измеряющие координаты с частотой 10Гц - это u-blox neo7 (compatible, само собой :) ) и mediatek mt3333. Их разница - нео 7 дешевле раза в два, но он позволяет замерять только по данным GPS. MT3333 в свою очередь использует как данные GPS, так и Глонасс. Сперва с нео7 были проблемы, данные о скорости запаздывали секунд на 5. Однако я сверил данные треков нео7 и видеорегистратора:

Получилось, что данные нео7 выдаёт вполне корректные, просто не успевает их передавать. Я почитал инструкцию и ограничил всю лишнюю информацию, после этого нео7 стал работать не хуже мт3333. Тем не менее, я рекомендую использовать мт3333, за счёт использования обоих систем его данные должны быть точнее, тем более с GPS периодически происходят сбои, точность резко падает. Это либо американцы портят публичный сигнал, или наши глушат.

    Для отображения выводимой информации используется смартфон на андроид с версией не ниже 5.1, также нужен будет кабель OTG рекомендую такой:

Он позволяет через USB-папу разъём запитать как смартфон, так и адаптер с приёмником.

    Также нужен будет преобразователь com-usb на чипе pl2303. С одной стороны он подключается к OTG разъёму, а с другого конца у него четыре контакта, их надо подключить к приёмнику красный (v), чёрный(g), белый (T), зелёный (R).

Так выглядит приёмник neo7: Предпочтителен вариант с внешней антенной, которая на магните крепится к крыше автомобиля:

    Многие обращали наверно на современных авто антенны в виде плавника, дак вот в них основная деталь - именно антенна приёма GPS сигнала, причём для большей точности получаемых данных антенна должна быть по середине ширины автомобиля и как можно ближе к задней оси.

    Вместо тысячи слов начну с видео:

Итак, при открытии программы вы можете указать комментарий, который будет отображаться на графике. После нажатия кнопки connect начнётся запись трека. Советую дождаться минимум 7 пойманных спутников для получения точных данных. После каждой остановки и начале разгона начинается замер. По достижении 60 км\ч, 100 км\ч, и прохождения 402 метров отображается достигнутый результат. При этом треки пишутся в память телефона в папку documents/shepherd, а графики разгона в documents/shepherd/img.

    Пример графика разгона:

На графике отображается ник, указанный в настройках, время замера и сам график. Rise - перепад высот. Если цифра положительная - значит разгон был в подъём, если отрицательный - значит был спуск и результат завышенный. Нужно для объективного замера искать участки, где перепад высот минимален. Avg sat\hdop - среднее количество спутников и средняя точность измерения. Для отсечек указаны время и пройденное расстояние. Горизонтальные линии - 60 и 100 км\ч. Вертикальные линии - отсечки по 5 сек.

    Теперь о настройках программы:

• Time shift Часовой пояс. Спутник возвращает время по Гринвичу, данная настройка позволят получить местное время на экране;
• Nickname Ник, будет отображаться на графике;
• Share Кнопка поделиться. Данные о разгоне будут выгружаться на сайт, будет показываться реклама и рейтинг лучших результатов (никаких персональных данных не передаётся);
• Zoom Размер графика. По умолчанию 128*256, с галкой 256*512.
• Speed precision Точность отображения скорости - до целых единиц км\ч, или до одной десятой
• Hide buy button Скрыть кнопку buy

    Как таковой лицензии не предусмотрено. Однако если вы захотите делиться результатами, сравнивать графики и результаты, то в программе начнёт отображаться реклама. Для её скрытия вы можете нажать кнопку buy, при этом откроется страница Яндекс денег, где вы сможете оплатить 123 рубля 45 коп., поддержав разработку программы. После этого в течение суток реклама перестанет отображаться.

    This android application was developed for vehicle acceleration measurement. For use it you will need android smartphone with OS version at least 5.1, OTG cable, uart-usb adapter on chip pl2303 and gps-receiver. Tested gps-receiver: u-blox neo7 and mt3333. Both are from china`s aliexpress. Download link. Application is writing track in smartphone memory folder "documents/shepherd". Charts are stored in "documents/shepherd/img". Settings description:

• Time shift Adjust satellite time to local time;
• Nickname will show at chart;
• Share results will share (private data not sharing);
• Zoom Chart size. Default 128*256 pixel, when checked 256*512.
• Speed precision If checked - precision for one point
• Hide buy button Hide buy button :)

    В первую очередь программа создавалась для личного пользования, и ближайшей функцией, которую я планирую добавить - это функция видеорегистратора. Камера в смартфоне как правило ничуть не хуже, чем в видеорегистраторе. Сложности будут с нанесением на кадр скорости и времени, но это думаю, решаемо. Как только число пользователей программы перевалит за 10 человек, создам отдельную страницу с рейтингами. Если программа будет пользоваться популярностью возможно дальнейшеее расширение функционала. Например создание отдельного сайта, где можно будет анализировать накопленные данные. В общем-то с технологиями сейчас проблем нет, можно хоть видеохостинг замутить, но тут уже нужно привлечение либо рекламодателей, либо введение абонентской платы.

    Начну издалека непосредственно координаты вполне сопоставимы:

Разница между приёмниками исчисляется метрами. Явного победителя здесь нет. Как и по отражению скорости движения, на видео видно что и время и скорость в общем и целом соответствуют друг другу.

    А теперь самое интересное, на втором разгоне вышла разница в полсекунды, это существенно, особенно для мощных авто. Сам результат завышенный, из-за разгона с горки, это видно по значению rise:

Я внимательно изучил раскадровку и получил интересные результаты - после начала движения машина сперва "приседает" порядка 0.4 секунды и только потом начинает движение, это время на деформацию рессор и резины, только после этого начинается движение. Таким образом старт с двух педалей может улучшить результат на драге, но с механикой это реализовать сложно, или нужно сильно зажимать подвеску. В нашем случае в принципе не так критично, так как замер начинается с момента движения автомобиля. Теперь вернёмся к нашим приёмникам. По видео видно, что действительно мт3333 начинает фиксировать движение через несколько десятых секунды, а нео7 практически через 1-2 метра движения. Стал копать и нашёл причину - мт-3333 выдаёт координаты с точностью до 4х знаков после запятой, а нео-7 выдаёт 5 знаков точности. по оси север-юг 4 знака соответствуют 11 метрам точности, а 5 знаков 1.1 метра, по "горизонтали" вдвое меньше. Поэтому замеры по направлению запад-восток (по горизонтали) будут более точными. При просмотре трека предположение подтвердилось - мт3333 отобразил изменение скорости при изменении координат на 0.0001. Таким образом, если gps приёмник выдаёт координаты с точностью в 4 знака, то погрешность может достигать 0.5 секунды. Это критично при старте места, когда за одну десятую секунды проходится довольно большое расстояние.

    Подводим итоги - плюс нео7 более высокая точность, плюс мт3333 - поддержка глонасс, приём большего количества спутников. И нельзя не упомянуть фактор сложной внешнеполитической ситуации - gps временами очень сильно чудит, так что глонасс это объективная необходимость. В общем меня разочаровали оба и я заказал нео 8 :) как приедет, будет новый тест.