Techopedia erklärt Sechs Freiheitsgrade (6DOF)

Sechs Freiheitsgrade ist ein spezifischer Parameter für die Anzahl der Freiheitsgrade, die ein Objekt im dreidimensionalen Raum hat, wie in der realen Welt. Das bedeutet, dass es sechs Parameter oder Möglichkeiten gibt, wie sich der Körper bewegen kann.

Sechs Freiheitsgrade bestehen aus den folgenden Bewegungsparametern:

• Translation – Bewegung entlang der verschiedenen Achsen X, Y und Z
  • Die Bewegung nach oben und unten entlang der Y-Achse wird als Heben bezeichnet.
  • Die Bewegung nach vorne und hinten entlang der X-Achse wird als Wogen bezeichnet.
  • Die Bewegung nach links und rechts entlang der Z-Achse nennt man Schwanken.
• Rotation – Drehen, um eine andere Achse anzusteuern
  • Die Bewegung zwischen X und Y nennt man Stampfen.
  • Die Bewegung zwischen X und Z wird Gieren genannt.
  • Die Bewegung zwischen Z und Y wird Rollen genannt.

Ein sehr gutes Beispiel für ein Objekt mit 6DOF ist ein Flugzeug. Es kann sich frei im dreidimensionalen Raum bewegen, wobei die beiden horizontalen Achsen X und Z sind, während die vertikale Achse Y ist. Wenn es nach oben oder unten schauen muss, muss es die Ausrichtung seiner Nase von der horizontalen X- zur Y-Achse ändern, was als Pitch bezeichnet wird. Wenn sich das Flugzeug von der X-Achse zur Z-Achse drehen muss, ohne die Ausrichtung seines Körpers zu ändern, kann es gieren, indem es das Seitenruder so einsetzt, dass die Flügel horizontal bleiben, während die Nase zur Z-Achse zeigt. Da häufig davon ausgegangen wird, dass die X-Ausrichtung immer die Richtung ist, in die die Nase des Flugzeugs zeigt, führt eine Bewegung des Flugzeugs von der X- zur Y-Achse dazu, dass es rollt, daher der Begriff. Der Pilot kann dann jeden dieser Bewegungsparameter kombinieren, um Manöver auszuführen.

Dieses Konzept wird häufig in der Technik und Robotik verwendet. Die meisten Spielkonsolen-Controller erkennen 6DOF-Eingaben über den Daumenstick des Controllers, und das gilt auch für viele ferngesteuerte Spielzeuge. Mobiltelefone haben 6DOF-Sensoren, die die Bewegung des Telefons verfolgen. In der Robotik können Roboter mehr als sechs Freiheitsgrade haben, da die einzelnen Module als getrennt und gleichzeitig als zusammenhängend betrachtet werden können, was bedeutet, dass die Freiheitsgrade eines jeden Segments zum Ganzen beitragen. Bei einem Roboterarm mit drei Segmenten und sechs Freiheitsgraden pro gelenkig verbundenem Segment kann man also sagen, dass der Roboterarm 18 Freiheitsgrade hat.