Magnetischen Tracker bauen

[HomieC]

Hallo liebe Roboterfreunde. Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen. Meine kleine Aufgabe ist die Entwicklung eines kleinen Low-Budget-Trackers, der die Position und Neigung in einem 3D-Raum (3x3x2 Meter) ermitteln soll. Die Position ist am wichtigsten, denn wenn man 3 Punkte mit vordefiniertem Abstand hat, kann man auch die Neigung des Gesamtobjektes ermitteln.

Ich habe mir die verschiedenen Trackingverfahren angesehen (optisch, akutisch, meschanisch, magnetisch etc...). Aufgrund der Gegebenheiten, kann ich nur einen Magnetischen Tracker verwenden. Leider komme ich aus der angewandten Informatik und nicht aus der technischen, deswegen stelle ich jetzt meine Idee vor und hoffe dass ich von euch auf Denkfehler hingewiesen werde und evtl. Verbesserungsvorschläge bekomme.

In 3 Ecken des Raumes stelle ich Magnetfeldgeneratoren auf. Ich habe im Conrad Online Katalog nur Geräte gefunden die Wasserrohre nicht oxidieren lassen. Ich hoffe ich kann die irgendwie zweckentfremden um 3 verschiedene Magnetfelder in den Testraum zu schmeissen. Ist das realistisch das diese Geräte etwas erzeugen, was man nach 3 Metern immernoch messen kann?

Als Sensoren möchte ich kleine Magnetfeldsensoren von Phillips verwenden (Conrad ArtNr: 182839 - 62). Die messen ganz einfach das Magnetfeld und geben dann eine entsprechend Hohe Ausgangsspannung zurück. 3 Dieser Sensoren packe ich jetzt in eine kleine Schachtel und diese Schachtel ist nun der Punkt der geortet werden soll. Jeder der 3 Sensoren soll nun permanent den Abstand zu je einem der Magnetfeldgeneratoren messen. Aus den 3 Abständen kann ich dann die Position berechen.

Wenn ich bis jetzt noch keinen Denkfehler drin habe, brauche ich nur noch eine Möglichkeit, dass die Sensoren ihre Daten zum PC senden. Das ganze soll nicht Wireless sein sondern per Kabelverbindung zum PC. Am PC kommen also 3 Messwerte an (Spannungen von 0 bis 5 V). Sog. Messkarten sind aber viel zu teuer für "Low-Bugdet". Als erstes kam mir die Idee über bestehende Analog-zu-Software-Wandler: Modem, TV-Karte, Soundkarte etc.... Die Soundkarte wäre am einfachsten, da ich dort nur das Mikrofon durch einen Magnetfeldsensor ersetzen müsste. Und die Auswertung eines Audio Streams ist softwaretechnisch auch kein Problem. Das Problem ist dort allerdings dass man immernur ein aktuelles Eingabegerät (Mic,Line-In) einrichten kann. Außerdem bräuchte ich für 3 Punkte (= 9 Sensoren) 9 Soundkarten. Letzteres Problem ist allerding halb so schlimm, da es ja auch schon USB Soundkarten für < 10 Euro gibt.

Nun hab ich festgestellt dass es schon solche Messgeräte gibt die man per USB anschließen kann und dann mit der fertigen DLL die Daten auslsen kann. Zum Beispiel das "USB Experimentier Interface Board K 8055" (Conrad: 191003 - 62 oder Ebay 7511174634). Ist das für meine Zwecke geeignet oder versteh ich diese Geräte falsch? Welche Produkte kann ich dafür noch nehmen.


Da ich auch noch für alternative Ideen offen bin, hier noch ein paar Ansätze für Tracker allgemein. Es gibt Out-In-Tracker, d.h. außen an der Wand sind Sender (Magnetfeld, Ultraschall, Licht, IR) und das zu trackende Objekt hat Empfänger (Micro, Kamara, Sensoren). Weiterhin gibts In-Out-Tracker, d.h. das Objekt hat einen Sender (Magnetfeld, Ultraschall, Licht, IR) und an der Wand sind die Empfänger (Kamara etc.).

Optisches Tracking hab ich ausgeschlossen, weil ich nicht immer eine Sichtverbindung zum Objekt haben werde. Beim Akustischen Tracking hab ich das selbe Problem. Außerdem hab ich beim akustischem Tracking lediglich Abstandsmesser gefunden die den Abstand zw. 2 bekannten Punkten ermitteln, jedoch nicht den Abstand zw. einem festen und einem unbekannten Punkt. Beim Magnetischen Tracking darf dafür kein Metall in der Nähe sein, aber das ist das geringste Problem.

Ich bin für alle Ideen offen. Und hoffe und dass ihr mir irgendwie weiterhelfen könnt und meine Fragen beantworten könnt. Vielen Dank

HomieC

[sigo]

Hallo, ich befasse mich auch gerade mit der 2D/3D Positionsbestimmung /-Tracking.

Ich arbeite gerade an einem optischen Verfahren.
Die Abschattung könnte man in meinem Fall durch genügend redundante Lichtquellen praktisch eliminieren.
Ich brauche keine Kameras, keine Servos, keine besondere Rechenleistung..wenns klappt.

Welche optischen lowcost - Verfahren hast du schon gefunden?

Magnetisch klingt für mich ebenfalls interessant.
Wenn du deine 3 Sensoren auf die Mitte der Seiten statt in die Ecken machst, ist der maximale Abstand kleiner (3m statt ca. 4,3m)


Gruß sigo

[HomieC]

Welche optischen lowcost - Verfahren hast du schon gefunden?

Viele

Machst Du In-Out oder Out-In ? Ich bin selbst Softwareentwickler für Computergraphik. Ich hab also ettliche Möglichkeiten von nem Kamarabild was zu erkennen.

Hab auch sogar schon IR Camaras mit 30 fps bei Ebay gesehen. D.h. da bräuchte man dann keine LEDs sondern nur Reflektorkugeln am Objekt. Ideal wäre natürlich wenn dein Objekt selbst mehr Wärme abstrahlt als die Umgebung. Ne andere Möglichkeit wären Fluressenzfarben auf dem Objekt, aber ich hab bisher noch keine LowCost-UV-Kamara gefunden

[sigo]

Out-In ohne Kamera usw.

[cumi]

zur Übertragung auf den PC: Wieso verwendet du nicht einfach einen Mikrocontroller mit einem AD-Wandler, welcher die Spannungen misst (vielleicht mit 12Bit Auflösung oder so) und diese dann an die RS232 Schnitstelle des Rechner schickt?
Oder ist das viel zu ungenau?

Nur so eine Idee....