Ідеї ​​для вимірювання 2D-положення об'єкта, обмеженого площиною XY

Я працюю над проектом, і з’явився аспект, де я хотів би вимірювати (відслідковувати постійно) положення X і Y об'єкта в двовимірній площині. Об'єкт переміщується людиною, при цьому рух об'єкта обмежується двовимірною площиною (тому немає зміщення осі Z).

Обмеження:

• Я хотів би виміряти роздільну здатність положення 1 мм, в ідеалі 0,5 мм або краще.
• Простір, над яким рухається об’єкт, становить 30 см X 30 см.
• Який би метод вимірювання я не використовував, не повинен суттєво обмежувати рух об’єкта.
• Крім того, будь ласка, припустіть, що площина, по якій рухається об'єкт, - це повітря, а НЕ фактична суцільна поверхня (з конкретних для проекту причин, які важко вербалізувати).
• Хороша новина полягає в тому, що: Об'єкт повністю в порядку, щоб його можна було змінити за необхідності (світлодіодний накопичувач, вкладені рядки або щось інше).

Що може бути методом отримання такого рішення?

Я розглядаю різні підходи, але не знаю, чи виконає якийсь із вимог резолюції. Оскільки в моїй системі не так багато обмежень, я в порядку навіть зі складною / об'ємною реалізацією, доки вона досить точна.

Ось кілька моїх ідей поки що:

(1) Датчики діапазону на основі інфрачервоного зв'язку (потрібні лише два фактично)

(2) Два довгих суппорта / мікрометра, з'єднані від об'єкта в сторони

(3) Дві струни, кожна з яких з'єднана з предметом з вільно згинається деформаційним аркушем на боці

Ідея 4: Це дасть вам найкращу точність. Вам знадобляться наступні:

• 2x точні лінійні слайди.
• 2x точні лінійні енкодери .
• 2x Металеві з'єднання.

До кожного лінійного слайда приєднайте лінійний кодер. Розставте два слайди на відстані 90 ° і прикріпіть предмет до повзунків за допомогою з'єднань. Лінійні датчики, подібні до цього, використовуються для точного вимірювання. Використовуючи цей метод, ви зможете легко досягти роздільної здатності 0,01 мм і точності 0,1 мм, і, ймовірно, буде набагато краще, ніж це.

Ідея 3: Використовуйте камеру. Я не знаю, які обмеження у вас є на вашому об'єкті, але якщо ви можете додати крихітний світлодіод, то відстеження за допомогою камери може бути хитрим.

Дженніфер тут має ряд червоних світлодіодних трекерів. Ідеально підходить для спати і заплутати своїх друзів.

Синхронізуйте світлодіод, щоб миготіти вчасно з частотою кадрів камери, щоб ви отримали одне зображення з увімкненим світлодіодом, а одне - з вимкненим світлодіодом. Віднімання зображень та розміщення світлодіода в межах зображення є тривіальним.

Крім того, додайте ІК-фільтр до камеї, ІЧ-світлодіоди навколо об'єктива та запасіть світловідбиваючий маркер на об’єкті. Це повинно виявлятися набагато яскравіше, ніж об’єкт чи оточення.

Алекс моделює ретровідбиваючу стрічку, яку мама змусила його носити в сумці.

Ідея 1: Використовуйте два струнні потенціометри .

Розташуйте їх приблизно на відстані 90 ° і на відстані 1 м від квадрата, щоб предмет рухався навколо, ви можете виміряти відстань між предметом і горщиком. Ви можете використовувати тригонометрію для обчислення точного положення. Я бачив це зроблено, і це добре працює. Чи можете ви отримати точність? Ви повинні зробити наступне:

• Впорядкуйте горщики таким чином, щоб використовувати близько 80% їх асортименту.
• Буферні сигнали з горщиків з підсилювачами підсилювачів (хороші якісні акумулятори).
• Використовуйте хороший якісний 12-бітний АЦП з правильно складеною платою.
• Зробіть систему механічно надійною і жорсткою.
• Переконайтесь, що струни виходять з невеликого отвору.

Таким чином, ви можете очікувати досягнення ADC-діапазону приблизно 3000 кроків. Це дає приблизно роздільну здатність 0,1 мм. Тепер, щоб отримати точність. Вам потрібно буде ретельно відкалібрувати систему. Точно виміряйте положення об'єкта в декількох місцях і співвіднесіть ці показання з вимірюваннями. Це може легко забезпечити точність 1 мм.

Ідея 2: Використовуйте датчик сходження . Вони дають вам 6 ступенів свободи (X, Y, Z, перекидання, нахил, позіхання), що набагато більше, ніж вам потрібно, і може бути дещо дорогим, але це робоче рішення, що не працює.

Система складається із стаціонарного передавача та рухомого приймача. Система може вказати вам положення та орієнтацію приймача щодо передавача.

Точність визначена на рівні 1,4 мм, але ви, ймовірно, могли це покращити при ретельному калібруванні.

Ідея 5: Цифрова ручка та паперовий адрес.

Ви можете отримати ці дивовижні ручки, які можуть записувати все, що ви пишете на розіграші. Ручки містять крихітну камеру, яка дивиться на папір, поки ви пишете. Однак він насправді не дивиться на покладене вами чорнило, натомість дивиться на малюнок крихітних крапок на папері. (Вам потрібно придбати цей спеціальний папір, або ви можете його роздрукувати).

Одне з них легко зможе відповідати вашим вимогам.

Я зробив проект з цього питання, і метод секстанта працює чудово, особливо на невеликій відстані, але у нього є сліпе місце, нижче певної відстані, воно не спрацює. Плюс, якщо у вас більше джерел освітлення, це буде помилково. Точність вимірювання - це залежність від якості використовуваної камери та розділення між камерою та джерелом освітлення.

Сподіваюся, що це допомагає!

те, що ви описуєте, - це по суті таблиця або планшет для оцифрування.

Коли я працював над фотограметрією OEM, наші оцифровкові столи складали близько метра в квадраті, а потім (і, можливо, зараз) використовувались картографами і т.д. ; і вказівний пристрій (перехрестя), який містив електромагнітну котушку.

Логічні схеми передавали б електричні імпульси по мідним дротам по осях X і Y; ці імпульси підхоплюються котушкою і обробляються цифровими лічильниками для обчислення точного положення XY вказівного пристрою до сотих часток дюйма.

Якщо з якоїсь причини ви не могли використовувати вказівний пристрій у своєму проекті, ви можете спробувати приєднати пантограф.