船用電羅經及自動導航系統 (Marine Gyro Compass And Autopilot) 中華民國海事學會印行 廖中山編著
廖教授是我讀大學時的導師也是羅經學的老師,他已經過逝好久了,晚年成立外獨會推廣台獨運動,是一位值得尊敬的長者。
電羅經 (Gyro Compass) 是現代航行 (Navigation) 最重要的指向儀器,無論太空航行、空中航行或海上航行都少不了它,其原理都是根據旋轉儀 (Gyroscope) 發展而成。
旋轉儀有轉輪、內環及外環,三者相互垂直並能自由轉動,一但轉輪高速旋轉後,由於旋轉儀的轉輪慣性,會使轉輪的軸心始終指著一固定方向。如下圖所示,假設在地球赤道上有一旋轉儀,從南極方向觀察地球,會發現無論地球如何自轉,旋轉儀的軸心始終指向右邊,但是在地球表面觀察,會發現軸心在 00 點向右,06 點向上,12點向左,18點向下。
2008年5月31日 星期六
電羅經 (Gyro Compass)
2008年5月29日 星期四
最小平方法 (Least Square)
應用線性代數 Elementary Linear Algebra with Applications 科技圖書 Rorres / Anton 著 毛迪譯
(中譯本絕版)
線性代數是每位程式設計師應該要會的數學技能,所以手邊應該要有一本這類的參考書以便隨時翻閱。
大家都知道一平面上兩點可以決定一直線,但是有三點以上且不共線時,如何找出最適直線經過這些點附近而誤差最小呢?最小平方湊合就是這個問題的解法。
2008年5月27日 星期二
GPS 座標計算原理
無論飛機或船艦都需要定位,因為在空中或大海上不像在陸地上可以循著道路行進,並且隨處有顯著的路標或地標可以辨識身在何處。而定位的技術根據人類科技的演化逐步精確,從早期觀察日月星辰以及指南針使用,可以粗略知道方位。但是這些無法滿足航海及航空需求,因為天候不佳時無法觀察天體,而磁羅經會因為地磁偏移產生誤差,所以需要其它定位儀器協助。本文先討論 GPS(Global Positioning System 全球定位系統) 座標計算,有空將再專章介紹陀螺儀羅盤(Gyrocompass)。
近年來GPS蠻火紅的,不少產品有此功能,比如汽車導航或高階手機。GPS 共有 24 顆衛星 (包含三顆備用衛星),分佈在六條相交30度的軌道上,任何地方只要能接收四顆衛星資料,就可以計算出在地球上的位置,在此僅討論座標計算的問題。
以地心為三度空間零點,XY 軸在赤道平面上,X 軸貫穿經度 0 度與180 度,Y 軸貫穿東西經 90 度,Z 軸貫穿南北兩極,距離地心半徑 R 的球體方程式為, X2 + Y2 + Z2 = R2
在這個立體座標上以點 (a,b,c) 為球心,半徑為 r 的球體方程式是,
(X – a)2 + (Y – b)2 + (Z – c)2 = r 2
2008年5月25日 星期日
拼圖拼字拼數學─從實驗規劃談希臘拉丁方陣
當你遇到一個奇怪的數學問題,但是又不清楚屬於那一門派,也許可以在這本書找到線索,今天和各位談論這本書第十四章 拆數學家歐拉的台 ─ 希臘拉丁方陣 (Graeco-Latin square)。
各位在學校或公司做實驗時,總會遇到實驗條件排列組合問題,當組合條件越多,需要做的實驗也越多,有沒有簡單的方法可以降低實驗量?希臘拉丁方陣是可行的方法,另外田口式品質工程的直交表也可以參考,日後有空再專章談論。
有個規劃農產品試驗問題考考你,有三種不同品種蘋果樹、三種不同肥料、三種不同肥沃度的土地以及三種栽種方法,你會如何規劃實驗以找出最佳的組合方式呢?大多數人會做 81 (34)次試驗,懂希臘拉丁方陣的人只要 9 (32) 次。
2008年5月23日 星期五
第一屆 研發養成所 線上機器人比賽結果公告
不好意思,讓我囊括各項冠亞季三軍名銜!不知道是不是題目出的太難,大家都不會,沒人貢獻作品。
這裡附上我的 NXC 程式供大家參考。
Port 1 Touch Senser, Port 3 Light Senser
無論是按橘色鍵或是觸控感測器,都可以聽到響聲或是看到亮光。
2008年5月21日 星期三
如何在網頁上顯示好看的數學式
這幾天準備幾篇文章,有許多數學計算式,不過越打字越火大,因為網頁排版數學式非常不簡單。
光上標下標就弄老半天,然後排版又對不齊很不好看,還有一些符號打不出來,真是傷腦筋。
於是就在想有什麼方法,能夠編輯排版快速,網頁顯示又好看,結論如下:
2008年5月19日 星期一
2008年5月17日 星期六
Apply LEGO MINDSTORMS NXT to simulate a Morse machine
2008年5月15日 星期四
決技
決技 40 種有效決策利器 (DIE KUNST DER RICHTIGEN ENTSCHEIDUNG – 40 METHODEN, DIE FUNKTIONIEREN) 商智文化 Business Brain 02 艾琺‧魏特勒 (Eva Christiane Wetterer) 著 陳素幸 譯
這是在 2006 年發現的一本好書,作者為德國人,蒐羅 40 種做決策的方法,能協助解決 15 種困境,可說是
2008年5月13日 星期二
2008年5月11日 星期日
LEGO MINDSTORMS NXT 線上比賽 施行細則說明
比賽目的 提供比賽機會,參考他人作品,藉以學習相關技術,所以無獎金
比賽時間 2008/5/17 09:00 - 2008/5/23 23:59 (台灣時間)
注意,上傳檔案的標示日期時間會比台灣時間慢十五小時,主因為網路主機與台灣時區不同
比賽資格
2008年5月9日 星期五
線上 LEGO MINDSTORMS NXT 比賽預告
研發養成所是個人記錄所知所學的私人部落格,留下一些訊息給對研發工作有興趣的朋友參考,因為沒什麼時間對外宣傳打廣告,所以今年五月之前極少人造訪。近日於樂高積木中文論壇貼文後吸引不少讀者,感謝 NXT 玩家踴躍閱覽。
最近探奇自然科學教室的邱老師在他的部落格貼文,提到許多機器人比賽,讓我興起想辦一個線上機器人比賽。
2008年5月7日 星期三
SOS 不是三長兩短 - 談摩斯電碼
2008年5月6日 星期二
2008年5月4日 星期日
PID Speed Control
LEGO MINDSTORMS NXT 的控制器能夠同時驅動三組伺服馬達,
伺服馬達與一般馬達主要差異在它多了回授系統。
LEGO Servo Motor 能夠回報馬達轉動角度訊息給控制器,
並且可以像步進馬達一樣控制旋轉角度,解析達 1度角,這真是不錯的設計!
本文先討論馬達轉速控制,
NXT 玩家們控制馬達時,應該會發現用 NXT 控制馬達的角度或轉數蠻容易,所以用 NXT 精確馬達定位,不成問題。
但是想控制馬達定速運轉,這不是一件容易的事,
因為 NXT 使用不同電池或者換個地點 (負載狀況不同),相同的程式產出的結果會不同。
馬達轉速慣用單位為 rpm (Revolution(s) Per Minute,每分鐘轉數),NXT馬達轉速不高,Power = 100,全速運轉時約 133 rpm。
使用 NXC (BricxCC) 程式,可以每秒計數 NXT 馬達轉角,所以 133 rpm = 133 x 360° / 60 seconds = 798° / second。
我使用六顆一般充電電池,充飽電後全速可達 850° / second,但是快沒電時,全速運轉約 750° / second。
現在介紹 PID Control,屬於系統控制的領域,這方法可消弭一些外界變異或干擾影響,
讓系統控制可預測,參數設定得好,就可以又快又穩又準。