Локальная система позиционирования в реальном времени

[whitebear]

Всем привет!

Нужно в реальном определить координаты объектов в радиусе 5 метров с точностью 1-5мм. Объектов - штук 20 и они постоянно движутся, скорость до 0.5 метра в секунду. Например, по комнате бегают котята, нужно определить их местоположение с указанной точностью. Существуют ли на сегодняшний день технологии, способные решить эту задачу? Все что нашел в гугле относится к глобальным системам позиционирования, масштаб и точность мне не подходят.

В радиоэлектронике я полный профан поэтому надеюсь на ваши советы.

[Simplyman]

Вариантов глобального позиционирования существует всего два: либо штатовский GPS либо российский ГлоНаС. Насчет второго не знаю, а вот высокая точность первого доступна только для устройств военного назначения американской армии.

[Alkul]

Вариантов глобального позиционирования существует всего два: либо штатовский GPS либо российский ГлоНаС. Насчет второго не знаю, а вот высокая точность первого доступна только для устройств военного назначения американской армии.

Да при чем тут глобальные системы позиционирования. Тредстартеру нужно контролировать положение маленьких объектов внутри окружности диаметром 10 метров. Есть проще решение.

Нужно в реальном определить координаты объектов в радиусе 5 метров с точностью 1-5мм.

Не знаю, какова получится точность, но можно, к примеру, по краям контролируемой зоны расположить несколько ультразвуковых излучателей так, чтобы были точно известны координаты каждого, при этом частоты излучения у каждого излучателя должны быть уникальными. На объекты, положение которых нужно определить, ставятся приемники ультразвука, после чего местоположение объектов определяется имитацией метода триангуляции, учитывая степень ослабления сигнала, принимаемого объектом от каждого излучателя.

[АлександрЛ]

Вариантов глобального позиционирования существует всего два: либо штатовский GPS либо российский ГлоНаС.

зы.. ГЛОНАСС
зызы.. про Галилео забыли..

Спойлер

Галилео (Galileo) — совместный проект спутниковой системы навигации Европейского союза и Европейского космического агентства, является частью транспортного проекта Трансевропейские сети (англ. Trans-European Networks). Система предназначена для решения геодезических и навигационных задач. Ныне существующие GPS-приёмники не смогут принимать и обрабатывать сигналы со спутников Галилео (кроме приемников компаний Altus Positioning Systems[1], Septentrio, JAVAD GNSS[2] и российских приемников ФАЗА+[3]), хотя достигнута договорённость о совместимости и взаимодополнению с системой NAVSTAR GPS третьего поколения. Финансирование проекта будет осуществляться в том числе за счёт продажи лицензий производителям приёмников.

Помимо стран Европейского союза в проекте участвуют: Китай, Израиль, Южная Корея, Украина . Кроме того, ведутся переговоры с представителями Аргентины, Австралии, Бразилии, Чили, Индии, Малайзии. Ожидается, что «Галилео» войдёт в строй в 2014—2016 годах, когда на орбиту будут выведены все 30 запланированных спутников взято отсюда: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0 ... 8%D0%B8%29

[Simplyman]

зы.. ГЛОНАСС

ГлоНаСС - ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система (так же, как и КамАЗ, БелАЗ и т.д)

зызы.. про Галилео забыли..

Я не забыл, а говорил о существующих.

[АлександрЛ]

Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (ГЛОНА́СС)— советская/российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Одна из двух функционирующих на сегодня систем глобальной спутниковой навигации[2] (китайская система спутниковой навигации Бэйдоу на данный момент функционирует как региональная).

Взято ОТСЮДА: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0 ... 0%A1%D0%A1
Или что- то не так?

зы.. Ещё и китайцев своя система существует..

[Simplyman]

Спойлер

[B@R5uk]

На объекты, положение которых нужно определить, ставятся приемники ультразвука, после чего местоположение объектов определяется имитацией метода триангуляции, учитывая степень ослабления сигнала, принимаемого объектом от каждого излучателя.

Не взлетит. Из-за преотражений и огибаний объектов. Даже по громкости даже нельзя будет понять в ближней или в дальней половине комнаты находится объект. Звук -- это вообще гиблое дело.

В радиоэлектронике я полный профан поэтому надеюсь на ваши советы.

Радиоэлектроника тут вообще не причём. Если вы собрались работать с изображениями (объективы же оптические?), это исключительно программисткая задача. Однако, простого решения нет. Для начала попробуйте найти тёмный шарик известно размера в белой комнате. Задача сведётся к нахождению на нескольких изображениях тёмного пятна. Затем необходимо определить его положение на этих изображения и размер. Затем расчёт. Уже первая часть задачи (поиск пятна) становится нетривиальной, если освещение в комнате не идеально, а шарик блестящий или не очень тёмный.

А вы говорите -- котята!

[whitebear]

Радиоэлектроника тут вообще не причём. Если вы собрались работать с изображениями.

К сожалению не с изображениями. Все что я смог найти - термин "радиолкация". Тема не тривиальная + всюду рассматривается в глобальном смысле, а мне нужно буквально пару метров отслеживать. Надеялся что есть локальные решения, точнее они есть http://www.comnews.ru/node/25263 но опять же масштаб для меня очень велик и точночть не ахти.

Если говорить про изображения то есть такие камеры которые снимают глубину, как в microsoft kinect. Только не уверен насколько точно можно расстояние до объекта узнать в этом случае.

Звук -- это вообще гиблое дело.

Может быть свет? Существуют ведь девайсы которые светом расстояне меряют. Так вот установить 3 таких девайса в комнате и вспышку на объект... Или тоже не вариант?

[B@R5uk]

Радиолокация не взлетит на таких маленьких расстояниях. Радиоволны -- это свет, он проходит расстояние 1 см за время 0,03 нс. Это мизерное время, которое нереально зарегистрировать радиолюбителю, да и промышленным приборам тоже сложновато.

Если уж вам так позарез это всё нужно, то можно вернуться к звуковой идее. Только расстояние определять не по громкости, а по временной задержке. Источники должны посылать короткие звуковые импульсы. Не менее четырёх микрофонов (для объектов, двигающихся в плоскости, достаточно трёх, но чем больше микрофонов, тем точнее) синхронно принимают сигнал от источника. Затем определяются относительные запаздывания и по этим запаздываниям и известным координатам микрофонов вычисляется координаты источников звука. Проблема будет в обработке данных: не так то легко найти относительную задержку сигнала в двух зашумлённых сигналах. Кроме того, ориентация источника звука в пространстве влияет на фазу и громкость, это тоже надо будет учитывать в расчётах. На длительность задержек будет влиять размер препятствий, огибаемых звуком.

Звук двигается существенно медленнее света, поэтому на таких масштабах задержки будут разумными и поддающимися измерению. 5 мм звук проходит за 150 мс. Частота дискретизации 100 кГц даёт дискретность расстояния в 3,3 мм, которая, учитывая наличие шумов, явно маловата. Поэтому необходимо будет определять задержку более тонким математическим приёмом: использовать синусоидальный источник звука и определять разность фаз пришедших сигналов, тогда можно достигнуть точности большей, чем дискретность отсчётов оцифрованного звука.

Недостаток звукового метода: зависимость скорости звука от температуры и влажности. Кроме того, отражение от стен может сильно портить точность определения задержек. Поэтому микрофоны должны отстоять от стен, а длительность импульса должна быть короче, чем время, за которое звук проходит расстояние от микрофона до стены и обратно. С другой стороны, чем длиннее звуковой импульс, тем точнее можно измерить относительное запаздывание, тем точнее определяются координаты источника звука. Наличие препятствий между источником и микрофонами, а так же отражение звука от пола тоже будут большими проблемами.

[mickbell]

Лазерный дальномер способен измерять расстояния порядка метра с хорошей точностью. Вопрос в том, сможет ли он работать с расфокусированным лучом. Если на котят поставить световозвращающие метки, то шанс есть.

[kalobyte]

ты толком можеш писать, что тебе там отслеживать конкретно - котят или еще еще чего

[whitebear]

ты толком можеш писать, что тебе там отслеживать конкретно - котят или еще еще чего

Да. Наверное с этого стоило начинать. Просто хотел услышать наибольшее количество идей. Нужно отслеживать движения рук. Я еще немного поискал. То что мне нужно называется motion capture system Но насколько я понял простых или на крайний случай дешевых вариантов пока не изобрели

[Гиговатт]

для рук? хм.. смотря для чего за руками нужно следить... как вариант возможно прокатят 2 генераторанастроенных на одну частоту и частота которых будет зависеть от емкости, которую положением рук в пространстве можно изменять и устройство, выдающее разность частот этих 2х генераторов и затем посредством фильтров коммутировать что-нибудь или же минуя фильтры подать эту разность на какое-нибудь аналоговое устройство (напр управлять частотой модного сейчас Тесла трансформатора)
Если эта идея будет иметь право на жизнь, то поищи дядьку, Термен звали его - это его изобретение изначально и, помнится , даже в разделах для начинающих в журналах были схемы...
узнав подробней о нагрузке можно уже подумать и о управлении ею)))
Даже если для неизвестных пока мне целей нужно будет подключить эту конструкцию к компьютеру, то можно и АЦП прилепить... в любом случае, на мой взгляд - это будет, пожалуй, самый дешевый из способов управления руками

[kaetzchen]

Всем привет!

Нужно в реальном определить координаты объектов в радиусе 5 метров с точностью 1-5мм. Объектов - штук 20 и они постоянно движутся, скорость до 0.5 метра в секунду. Например, по комнате бегают котята, нужно определить их местоположение с указанной точностью. Существуют ли на сегодняшний день технологии, способные решить эту задачу? Все что нашел в гугле относится к глобальным системам позиционирования, масштаб и точность мне не подходят.

В радиоэлектронике я полный профан поэтому надеюсь на ваши советы.

вроде на основе обычного вай-фая чето изобрели. http://wisee.cs.washington.edu/wisee_paper.pdf.

http://conferences.sigcomm.org/sigcomm/ ... m/p485.pdf
причем вроде используется обычный хоть и не дешевый SDR приемник и ГНУ -радио, тоесть какбэ без спецсредств.
погуглите Wi Fi passive radar или в этом жанре..
Что то типа теременвокса, а я вам ща сыграю на вай-фае
В оптическом диапазоне подобные технологии массово функционируют в индустрии

[kalobyte]

Но насколько я понял простых или на крайний случай дешевых вариантов пока не изобрели

с твоими запросами - нет