可以在骑行时估算道路坡度吗?


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即使估算不是很准确,也能够估算出骑行时的道路坡度会很好。从理论上讲,使用GPS时,理论上应该可以骑一段短距离,然后将高差除以骑乘距离即可得出粗略估计值。(请注意,对于小角度,正弦和切线是可比的。)

手机或配备GPS的自行车计算机给出的海拔高度是否足够精确,可以在短距离内给出有意义的坡度估算?此外,有没有可行的方法可以估算不需要GPS的道路坡度?

Answers:


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获取测斜仪。它们不是特别准确,但是读数是即时的,价格也合适。

在此处输入图片说明


有趣。我从未听说过测斜仪,但是我想知道是否可能存在这样的东西。
amcnabb 2012年

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我发现这对我来说是无用的……任何向前运动和气泡移动太多都无济于事。YMMV。
肯·海亚特

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是的,气泡在一定的崎road不平的道路上跳来跳去。我怀疑这可能是我所拥有的特定单元的设计(并非图中所示)。但是您仍然可以在5%和“更好”的山丘上获得不错的读数-它只是在平坦的地面上跳舞那么多。
Daniel R Hicks

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我过去曾经考虑过。可能的替代方法是在一个透明的,倒置的(弯曲的)透明胶囊内填充一个厚实的但半透明的油中的金属球。这将需要几秒钟来解决,因此震动和加速不会对其产生太大影响。只是一个想法!
heltonbiker

我应该注意,虽然我拥有的单元还不够完善,但它仍然非常有用。尽管物美价廉,但即使有瑕疵,也是一件合理的事。
Daniel R Hicks

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大多数Garmin Edge系列 GPS自行车计算机都可以显示坡度。Edge 500和Edge 800(不是Edge 200)具有气压高度表来确定高度。然后,您可以更改或添加显示数据字段以显示当前成绩。

有趣的是您问的是,我今天早晨在丘陵地带将成绩添加为显示字段。

它会在100-200 m的水平行进(推测)中更新坡度计算,因此在获得最新坡度计算之前会稍有延迟。总体而言,如果考虑到延误,则等级估计似乎很合理。

同样,许多计算机应用程序都可以获取GPS跟踪日志,并检索该点的已知高度并在事后计算坡度。例如,如果您使用OS XI知道Ascent会这样做请注意,我不认可该程序,只是将其用作已知示例)。我也确信还有很多其他的GPS轨迹分析程序也可以执行。我敢肯定,有些智能手机应用程序可以记录GPS轨迹,您可以将其潜在地导入这些分析程序之一中,以获取实际情况的评分。

撇开 -一些较旧的不连续边缘单元(例如Edge 305、705)也具有气压高度计。如果您可以在ebay或craigslist上找到二手车,这可能是一个更实惠的选择。我之所以这样说,是因为我要在升级到Edge 800后列出我的旧Edge 305。


感谢您提供的信息,尤其是有关气压高度表的信息。除了带有高度计的GPS自行车计算机外,似乎还有许多价格在30到50美元之间的独立高度计,以及带有高度计的非GPS自行车计算机。
amcnabb 2012年

关于非GPS自行车电脑的要点...我几乎忘记了那些东西,因为我使用GPS自行车电脑已有很长时间了。我确信某些高端Polar计算机会做到这一点。
Rider_X 2012年

我使用Edge 800和Edge ...两者都为您提供了不错的成绩。它不是完美的,并且不是即时的,但足以在骑行时使用。一旦将数据加载到计算机中,两者都可以提供更好的(并且与地图紧密匹配)的数据。
肯·海亚特

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您是否需要经常校准Edge高度计?一个伙伴有一个气压高度计,他每天必须根据地图两次拨入当前海拔高度,因为气压的细微变化可能导致读数大不相同,但是只要他这样做,它就可以与当地的地图很好地吻合我们在哪里检查。
Mike Samuel

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不,Edge设备会自动校准。我住在一个靠近海洋的山区,每当我下降到海洋或前往一个已知的山峰时,它都非常接近真实的海拔高度。该手册似乎并未指定校准方式,但是我在此处找到了最佳的讨论。
Rider_X 2012年

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手机,通常不是。某些应用程序将尝试使用第三方提供的海拔信息来处理数据,但充其量只能作为参考。带有气压高度计的专用GPS可能是您最好的选择。我不能说出它们的准确度,但是肯定比其他实用的方法好。

如果您只想评分,可以使用一个应用程序


iHandy Level应用程序似乎是一个有趣的主意,但是您需要某种方式使其表面与地面齐平,对吗?
amcnabb 2012年

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地平面不是地面吗?
史蒂芬·图瑟

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是的,但随后的测量对颠簸和微小变化非常敏感,似乎道路可能会刮擦手机。此外,其他一些选项也不需要停止。
amcnabb 2012年

您只需要测量一次道路坡度。对于较短的山坡,它可能比GPS设备更准确。无论如何,您可能需要停止从倾角仪获得合理的读数。
史蒂芬·图瑟

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无关:“测斜仪”是个好词。我在脑海里说“倾斜度计”时感到无尽的乐趣。
史蒂芬·图瑟

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其他人已经讨论过GPS和支持GPS的电话,高度计和倾斜计。气泡倾角仪(例如答案中其他地方显示的Skymounti)可能会受到加速度的影响,因此要获得最佳读数,您应该保持静止。dGPS(差分GPS)用于测量仪器中以测量坡度,但是这些通常不是消费者级别的设备,也不够紧凑,无法骑自行车使用。停止时,还可以使用长直尺,量角器和铅垂线来测量坡度。某些电话和其他设备(例如iPod和Wii控制器)具有内置的多轴加速度计,会在您骑行时报告坡度信息,但报告说,崎bump不平的道路会影响其精度。自行车计算机的iBike系列结合了气压,速度,和加速度传感器;据报道,梯度估计可能相当不错。

也就是说,可以在骑自行车时确定道路坡度的最精确的设备之一就是校准良好的功率计。在有利条件下,可以从速度和功率数据中提取道路坡度(如果知道或可以测量其他一些变量)。例如,这是对美国新墨西哥州莫里阿蒂(Moriarty)平坦的路线的概况进行比较,在该路线上,美国国家计时赛的记录创下了40公里。该路线是直线往返(即先走20公里,然后转弯,然后再向后20公里,总计40公里),并且是该国最平坦的路线,在20公里内降落距离仅30米平均坡度为0.0015(0.15%)。下图显示了三条迹线:使用消费者级别GPS接收器的蓝色梯度测量,以及从功率计测量得出的两条迹线(红色和绿色)。绿线显示在不利条件下一天的重构高程剖面图,红线显示在有利条件下一天的重构高程剖面图。由于该路线是往返路线,因此20公里点之前和之后的轮廓应为镜像,并且最后应在相同的高度处匹配。可以看出,在有利的条件下,从功率计重建的轮廓要比从GPS重建的轮廓要好(尽管在不利的日子,轮廓要差得多)。

Moriarty NM时间试用课程海拔高度剖面

再例如,这是沿着旧金山湾海岸的多用途路径的重建海拔剖面。

海湾步道高程剖面

这显示了轨迹的1英里(= 1.6公里)内外段的轮廓。再一次,您可以看到重建轮廓的两半是镜像图像,平均斜率约为.00125。同样重要的是,您可以轻松地在40厘米(约一英尺)以内的路径上发现一致的倾角。

用于这些两个曲线和所需的附加数据的分析方法的说明中,给出在这里


那么,导致绿色轨迹如此不准确的不利条件是什么?这似乎很有趣。
amcnabb 2012年

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@ R.Chung –疯狂的数字处理!从功率数据计算高程时,是否要添加平滑内核?您还可以叠加好天气和坏天气以及真实轮廓(例如,来自USGS地图之一)中的高度计读数吗?可能很有趣。关于此示例,我唯一需要注意的是,我们正在谈论小的海拔变化(-+ 35 m)。与我们的许多1200m以上的爬坡相比,它很小。
Rider_X 2012年

@amcnabb-我猜条件不好=风。
Rider_X 2012年

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没错,这是轻微的逆风/逆风(轻微,表示小于2mph)。如果我们不知道风速,我们实际上可以通过猜测各种风速来解决,直到绿色和红色轮廓匹配为止。但是请注意,由于比例尺太小,绿色轮廓的“不准确性”被夸大了-垂直比例尺以米为单位,而水平比例尺以km为单位,并且整个路线上最大的绝对误差仅为40米左右,估计坡度的绝对误差仅为0.25%
R. Chung

无需平滑内核。我们确实需要准确的速度和功率数据。该论文中还有其他示例,可以将这种方法与大坡度上的高程气压表进行比较,并与此处的公共工程路线图进行比较。
R. Chung

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忽略GPS派生的海拔,GPS仍然有用。如果您记录了行程,然后将行程上传到Strava,您将看到基于地形海拔数据库的海拔剖面:

Strava高程剖面

您可以将鼠标悬停在高程剖面的各个部分上,以向您显示此时的坡度。鼠标悬停的区域在地图上显示为标记:

Strava高程和地图连接

您还可以拖动选择骑行的一部分,它会为您提供诸如平均坡度和海拔增益之类的统计信息。

虽然这并不能直接告诉您您骑车上山的坡度,但您可以快速学习如何通过“感觉”(骑车的难度)或记忆(通过了解)来估算坡度。这条路是Strava路段,它的平均坡度是


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在Android手机上,加载chkuentz的“ Leveler”,这是一款出色的免费水平仪应用程序,可直接显示倾斜度。使用公式tan(度)=百分比等级。例如:3度切线= 0.052,即5.2%。如果您的手机与道路平齐,则可以将其放在手机的侧边缘,路面上,或者放在吧台上。读出程度然后隐蔽。不优雅,但价格便宜且相当准确。

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