Ý tưởng đo vị trí 2D của một đối tượng bị ràng buộc với mặt phẳng XY

Tôi đang làm việc trên một dự án và một khía cạnh đã xuất hiện nơi tôi muốn đo (theo dõi liên tục) vị trí X và Y của một đối tượng trên mặt phẳng 2D. Đối tượng được di chuyển bởi một người, với chuyển động của đối tượng bị giới hạn trong mặt phẳng 2D (vì vậy không có sự dịch chuyển trục Z).

Các ràng buộc:

• Tôi muốn đo độ phân giải vị trí là 1 mm, lý tưởng là 0,5 mm hoặc tốt hơn.
• Không gian mà đối tượng di chuyển là 30 cm X 30 cm.
• Dù sử dụng phương pháp đo lường nào tôi cũng không nên hạn chế đáng kể chuyển động của vật thể.
• Ngoài ra, vui lòng chỉ giả sử rằng mặt phẳng mà vật thể di chuyển là không khí và KHÔNG phải là bề mặt rắn thực sự (vì lý do cụ thể của dự án khó có thể diễn đạt bằng lời).
• Tin tốt là: Đối tượng hoàn toàn OK để được sửa đổi khi cần thiết (đèn LED trên đầu hoặc đính kèm chuỗi hoặc bất cứ thứ gì khác).

Điều gì có thể là một phương pháp để có được độ phân giải đó?

Tôi đang xem xét các cách tiếp cận khác nhau, nhưng tôi không biết liệu có cách nào trong số chúng sẽ đáp ứng yêu cầu giải quyết hay không. Vì không có nhiều ràng buộc trên hệ thống hiện tại của tôi, tôi vẫn ổn với việc triển khai phức tạp / cồng kềnh, miễn là nó đủ chính xác.

Đây là một vài ý tưởng của tôi cho đến nay:

(1) Cảm biến phạm vi dựa trên hồng ngoại (chỉ cần hai thực tế)

(2) Hai calip / micromet dài được nối từ vật sang hai bên

(3) Hai chuỗi, mỗi chuỗi được kết nối từ đối tượng đến một lá gage căng thẳng tự do uốn cong ở bên

Ý tưởng 4: Điều này sẽ cung cấp cho bạn độ chính xác tốt nhất . Bạn sẽ cần những điều sau đây:

• 2x slide tuyến tính chính xác.
• 2x Bộ mã hóa tuyến tính chính xác .
• 2x Liên kết kim loại.

Đính kèm một bộ mã hóa tuyến tính cho mỗi slide tuyến tính. Sắp xếp hai slide cách nhau 90 độ và gắn đối tượng vào các thanh trượt bằng các liên kết. Bộ mã hóa tuyến tính như thế này được sử dụng cho các ứng dụng đo lường chính xác. Sử dụng phương pháp này bạn có thể dễ dàng đạt được độ phân giải 0,01mm và độ chính xác 0,1mm và có thể sẽ làm tốt hơn thế nhiều.

Ý tưởng 3: Sử dụng máy ảnh. Tôi không biết bạn có những ràng buộc nào đối với đối tượng của mình, nhưng nếu bạn có thể thêm một đèn LED nhỏ, thì việc theo dõi bằng máy ảnh có thể là một sự tránh né.

Jennifer ở đây đang trang bị một loạt các đèn LED màu đỏ. Hoàn hảo cho bedazzling và nhầm lẫn bạn bè của bạn.

Đồng bộ hóa đèn LED với đèn flash kịp thời với tốc độ khung hình của máy ảnh, để bạn có được một hình ảnh với đèn LED và một hình ảnh có đèn LED tắt. Trừ các hình ảnh, và định vị đèn LED trong hình ảnh là chuyện nhỏ.

Ngoài ra, thêm bộ lọc hồng ngoại vào camea, đèn LED hồng ngoại xung quanh ống kính và đặt một điểm đánh dấu phản xạ retro trên đối tượng. Điều này sẽ hiển thị sáng hơn nhiều so với đối tượng hoặc môi trường xung quanh.

Alex đang làm mô hình một số băng phản chiếu retro hấp dẫn mà mẹ anh bắt anh đeo trên túi.

Ý tưởng 1: Sử dụng hai Potentiometer chuỗi .

Sắp xếp chúng cách nhau khoảng 90 and và cách ô vuông 1m để vật di chuyển xung quanh, bạn có thể đo khoảng cách giữa vật và chậu. Bạn có thể sử dụng một số lượng giác để tính toán vị trí chính xác. Tôi đã thấy điều này được thực hiện và nó hoạt động tốt. Bạn có thể có được sự chính xác? Bạn nên làm như sau:

• Sắp xếp các chậu theo cách để sử dụng khoảng 80% phạm vi của chúng.
• Bộ đệm tín hiệu từ các nồi có tín hiệu op-amp (opamp chính xác chất lượng tốt).
• Sử dụng bộ ADC 12 bit chất lượng tốt, với PCB được bố trí hợp lý.
• Làm cho hệ thống âm thanh cơ học và cứng nhắc.
• Hãy chắc chắn rằng các chuỗi xuất hiện từ một lỗ nhỏ.

Bằng cách này, bạn có thể mong đợi đạt được phạm vi ADC khoảng 3000 bước. Điều này cung cấp cho bạn độ phân giải khoảng 0,1mm. Bây giờ, để có được sự chính xác. Bạn sẽ cần phải hiệu chỉnh hệ thống cẩn thận. Đo chính xác vị trí của đối tượng ở một số vị trí và tương quan các số đọc với các phép đo. Điều này có thể dễ dàng cung cấp cho bạn độ chính xác 1mm.

Ý tưởng 2: Sử dụng cảm biến thăng thiên . Những thứ này mang lại cho bạn 6 bậc tự do (X, Y, Z, roll, pitch, yaw) nhiều hơn những gì bạn cần, và có thể hơi tốn kém, nhưng đó là một giải pháp hiệu quả.

Hệ thống này bao gồm một máy phát đứng yên và một máy thu chuyển động. Hệ thống có thể cho bạn biết vị trí và hướng của máy thu so với máy phát.

Độ chính xác được chỉ định ở mức 1,4mm, nhưng bạn có thể cải thiện điều đó bằng hiệu chuẩn cẩn thận.

Ý tưởng 5: Bút kỹ thuật số và giấy chấm địa chỉ.

Bạn có thể có được những cây bút tuyệt vời này có thể ghi lại mọi thứ bạn viết. Những chiếc bút chứa một chiếc máy ảnh nhỏ nhìn vào tờ giấy trong khi bạn viết. Tuy nhiên, nó không thực sự nhìn vào mực bạn đã đặt, thay vào đó nó nhìn vào một mẫu các chấm nhỏ trên tờ giấy. (Bạn cần mua loại giấy đặc biệt này, hoặc bạn có thể in nó).

Một trong số này sẽ dễ dàng có thể đáp ứng đặc điểm kỹ thuật của bạn.

Tôi đã thực hiện một dự án về điều này và phương pháp sextant hoạt động tốt, đặc biệt là trong phạm vi ngắn, nhưng nó có điểm mù, dưới một khoảng cách nhất định, nó sẽ không hoạt động. Thêm vào đó, nếu bạn có nhiều nguồn chiếu sáng hơn, nó sẽ bị sai. Độ chính xác của phép đo là một chức năng của chất lượng máy ảnh được sử dụng và sự tách biệt giữa máy ảnh và nguồn chiếu sáng.

Mong rằng sẽ giúp!

những gì bạn đang mô tả về cơ bản là một bảng số hóa hoặc máy tính bảng.

Khi tôi làm việc cho một OEM ăn ảnh, các bảng số hóa của chúng tôi có diện tích khoảng một mét vuông và sau đó (và có thể là bây giờ) được sử dụng bởi người vẽ bản đồ, v.v. Chúng bao gồm một bàn thủy tinh với các dây đồng mỏng được gắn vào mặt sau của bảng theo hình lưới ; và một thiết bị trỏ (crosshairs) có chứa một cuộn dây điện từ.

Các mạch logic sẽ gửi các xung điện xuống các dây đồng theo trục X và Y; các xung này sẽ được cuộn dây nhặt và xử lý bằng các bộ đếm kỹ thuật số để tính toán vị trí XY chính xác của thiết bị trỏ xuống tới một phần trăm inch.

Nếu vì một lý do nào đó, bạn không thể sử dụng một thiết bị trỏ trong dự án của mình, bạn có thể thử gắn một thước sao.