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Misura posizione relativa in un piano

Sensori, trasduttori, regolatori...

Moderatore: Foto UtenteDirtyDeeds

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[1] Misura posizione relativa in un piano

Messaggioda Foto Utentenollo » 10 lug 2015, 18:29

Salve a tutti,

avrei voglia di creare un sistema che rilevi la posizione di un oggetto in un piano relativamente a due riferimenti che possono essere posizionati in modo arbitrario. L'idea base è quella che ho cercato di disegnare di nell'immagine.



Avrei pensato ad usare una coppia di sensori ad ultrasuoni o a infrarosso, ma non so bene se questi sono in grado di rilevare distanze di oggetti che non sono posti in linea retta.

Avete qualche suggerimento?
Grazie
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[2] Re: Misura posizione relativa in un piano

Messaggioda Foto Utentepaofanello » 10 lug 2015, 19:28

L'unica idea che ho su due piedi é di posizionare lungo tutto un asse i sensori (ultrasuoni o infrarossi, dipende dall'applicazione), una coordinata verrebbe da quale sensore rileva l'oggetto, l'altra coordinata viene dal valore letto dal sensore. Insomma si avrebbe una coordinata in "digitale", l'altra in analogico. Ci saranno soluzioni migliori, é quello che mi é venuto in mente!

EDIT: pensavo: Conoscendo la forma dell'oggetto da rilevare si potrebbe posizionare un led (magari nell'origine) e vari sensori lungo gli assi, analizzando la riflessione si potrebbe tirar fuori qualcosa, ma mi sembra piú semplice la prima idea!
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[3] Re: Misura posizione relativa in un piano

Messaggioda Foto Utentedimaios » 10 lug 2015, 20:59

Mancano i dati per l'analisi del problema.

Dimensioni del piano d'appoggio
Materiale della sfera
Dimensioni della sfera
Risoluzione del rilevamento richiesta
ecc.
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[4] Re: Misura posizione relativa in un piano

Messaggioda Foto Utentespud » 10 lug 2015, 22:34

Puoi ricavarti la posizione mediante triangolazione o trilaterazione, nell'ultimo caso però per lavorare sul piano hai bisogno di tre riferimenti.

In pratica si tratta di giocare con le regolette dei triangoli rettangoli, nel caso di triangolazione, conoscendo gli angoli di incidenza sui ricevitori del segnale emesso puoi ricavarne la posizione. Nel caso di trilaterazione è necessario conoscere la distanza tra i riferimenti e l'oggetto da rilevare, giocando con la formuletta della distanza tra due punti ti puoi ricavare le coordinate.

I due metodi sono abbastanza precisi, però il piano di lavoro deve essere sufficientemente grande perché più i riferimenti sono vicini e più l'errore sulle misure (sia di angolo che di distanza) diventa rilevante nel calcolo della posizione. In pratica più i riferimenti sono vicini e più accuratezza di serve sulle misure per avere un errore accettabile.

Se invece si tratta solo di inseguire l'oggetto la cosa si semplifica.
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[5] Re: Misura posizione relativa in un piano

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 10 lug 2015, 23:25

Credo che il metodo migliore sia una videocamera piazzata in alto, ho visto dei robot che con quelle giocano a ping pong o a biliardo.
Se qualcuno conosce qualche prodotto commerciale che costituisca una agevole base di partenza per applicazioni DIY, resto in ascolto.
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[6] Re: Misura posizione relativa in un piano

Messaggioda Foto Utentenollo » 11 lug 2015, 18:32

Intanto grazie per le risposte.

Vi preciso che la sfera è solo indicativa.
Quello che vorrei realizzare è un sistema che si può muovere indicando a display la sua posizione rispetto a due riferimenti.

Foto UtenteEcoTan non essendo una applicazione fissa ma che vorrebbe essere estremamente versatile, non penso che la ricognizione video faccia al mio caso. E comunque andrebbe ben oltre le mie competenze...

Foto Utentedimaios le dimensioni dell'oggetto non sono precisate dato che non è una applicazione che avrebbe un unico scopo. Potremmo far finta che l'oggetto sia io e che, muovendomi in una stanza, voglia sapere in che punto mi trovo.
Il range sarebbe al massimo di due decine di metri e la precisione che mi occorre può benissimo essere di 0.5-1 cm.
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[7] Re: Misura posizione relativa in un piano

Messaggioda Foto Utentenollo » 11 lug 2015, 18:33

Foto Utentespud quello che suggerisci è proprio quello che pensavo di fare.
Mi servirebbe solo capire quali sensori utilizzare...
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[8] Re: Misura posizione relativa in un piano

Messaggioda Foto Utentespud » 11 lug 2015, 19:12

Gli ultrasuoni li lascerei perdere, rimbalzano, fanno battimenti e se l'oggetto si muove veloce anche l'effetto doppler diventa fastidioso.

Mi sono occupato di questa cosa nella mia tesi, avevo usato laser IR e fotodiodi, ma la mia situazione era un pochino diversa. Sostanzialmente per l'inseguimento andava benone, anche per la triangolazione (a patto di costruire dei ricevitori un po' particolari per rilevare l'angolo di incidenza), però si prevedeva di usare questo metodo abbinandolo a un altro sistma di guida, inerziale o GPS, per portare i ricevitori sul fascio emesso dai laser e poi inseguirlo usando i sensori. Questo perché se sei lontano non vedi il laser neanche se preghi in cinese :mrgreen:

Nel tuo caso mi vengono in mente due metodi, entrambi basati sulla trilaterazione.

Il primo è di usare un misuratore di distanza fatto con i laser, sui riferimenti metti dei tag o dei colori facilmente riconoscibili da una webcam, una volta riconosciuti punti il misuratore. A questo punto nota la distanza ti ricavi la posizione.
Pro:
  • molto preciso;
  • non c'è bisogno di sincronizzare gli orologi, trasmettitore e ricevitore sono sullo stesso dispositivo
Contro:
  • se c'è qualcosa tra il laser e l'obiettivo non funziona niente;
  • la precisione dipende da quanto bene avviene il puntamento;
  • la propagazione del laser è fortemente influenzata dalle condizioni ambientali.

Il secondo sistema è un mini gps messo su con dei modulini radio, principio simile al precedente, due trasmettitori, trasmettono un identificativo (chi sono, cosi sai dove sono) e a che ora sono partito (sai quando arrivo e a che velocità viaggio, calcoli quanto siamo lontani).
Pro:
  • non ha bisogno di essere in campo aperto;
  • portata molto ampia;
  • meno influenzato dalle condizioni ambientali rispetto al laser.
Contro:
  • hai bisogno di implementare degli rtc molto precisi e sincronizzati tra loro (bel casino);
  • più sei vicino e più ti serve una misura precisa dei tempi;
  • credo che la precisione sia dell'ordine del metro, fose più.

Il secondo metodo forse lo puoi fare anche con dei modulini zigbee, ma io manterrei il protocollo di comunicazione il più semplice possibile, perché la precizione della misura dipende anche da quanto ci metti a leggere il dato sull'ora di partenza.

Spero di non essere stato troppo contorto :oops:
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[9] Re: Misura posizione relativa in un piano

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 11 lug 2015, 22:54

Ti darebbe fastidio se l'oggetto da localizzare emettesse dei "clic" percepibili all'udito? Ho fatto degli esperimenti con dei normali microfoni confrontando i tempi e non è una cosa proibitiva per il fai-da-te.
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[10] Re: Misura posizione relativa in un piano

Messaggioda Foto Utentenollo » 13 lug 2015, 9:39

EcoTan ha scritto:Ti darebbe fastidio se l'oggetto da localizzare emettesse dei "clic" percepibili all'udito? Ho fatto degli esperimenti con dei normali microfoni confrontando i tempi e non è una cosa proibitiva per il fai-da-te.


No per niente, voglio realizzare un qualcosa di molto semplice.
Mi interesserebbe capire come avevi fatto!!!

Foto Utentespud grazie mille per gli ottimi consigli!

Stavo dando un'occhiata alle bussole elettroniche, ma devo ancora saperne di più...
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