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06/03/2013 #1


Como captar la posición de 1 o varios objetos específicos
Bueno, de la U tengo un proyecto que trata de lo siguiente:

debo captar el movimiento de 5 objetos pequeños(1.5*1.5*? cm) en un espacio global de 3 ejes y aproximadamente r=5 cm y R=20 cm (es decir una zona esférica donde la proximidad con respecto al centro no puede ser inferior a 13 cm ni mayor a 20 cm) la cuestión aquí es que no debo emplear en absoluto cámaras, por lo que se me ocurrió hacer uso de acelero metros que me proporcionen la aceleración y dirección de los objetos y en base a estos calcular la posición en el espacio global.

Ahora, debido al tamaño del proyecto, no estoy seguro de si deba hacer uso de acelero metros o que otro tipo de dispositivos deba emplear.

Y por ultimo, Aunque un poco evidente por la sección donde ubique el tema, recuerden que soy un novato en esto, ya que estudio ingeniera multimedia la electrónica no es mi fuerte, así que sean lo mas explícitos posible si es que me pueden ayudar con este proyecto.

Gracias.
06/03/2013 #2
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

Cada acelerómetro debería ir unido mecánicamente a cada objeto . . . ¿ no?
06/03/2013 #3


Si, esa es la idea, piensa en algo así:

El objeto tiene integrado el acelero metro, igual que un teléfono. y este transmite los datos a una computadora (por una conexión simple, no se si el uso de una tarjeta wiring sea para apropiado para recibir los datos y procesarlos)
06/03/2013 #4
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

Si es por cableado y los objetos se mueven = problemas !
06/03/2013 #5


Acelerómetros y algo más
Los acelerómetros por si solos no son muy recomendables utilizarlos para determinar la posición de objectos. Estos nos dan aceleración de la que podemos obtener la posición pero a costa de añadir error y este error es acumulativo, con lo que, transcurrido un tiempo no se sabe la situación del objeto.

Si no es posible utilizar cámaras / laser o similar, que creo que es la opción más adecuada, habría que irse a un IMU ( Inertial Measurement Unit) que se utilizan para el control de dispositivos a control remoto. Yo tengo uno que incorpora salida Xbee y regulador para batería con lo que se adquirir el valor de los acelerómetros y giróscocos de forma remota. Mira en Sparkfun.

Otra opción es posicionar mediante triangulación. Cada objeto emite una señal única y los sensores, en función de la intensidad de la misma, determinan la posición mediante triangulación. Yo lo he visto utilizar para posicionar robots móviles en función de la intensidad de la señal wifi que recibe de los puntos de acceso. En tu caso sería al revés.

Saludos
06/03/2013 #6


explíquenme un poco mas acerca de los errores que se acumulan por favor, realmente no estoy seguro de como se pueden generar los errores.

y si hacemos uso de la IMU, también generaríamos los mismos errores?

Que tipo de dispositivos se emplean para la triangulación?
07/03/2013 #7

Avatar de Sebastian1989

Normalmente no se usa solo un acelerometro para calcular el desplazamiento ya que cualquier error de montaje, ruido eléctrico o simplemente un pequeño offset a la salida del sensor produce un error, y debido a que uno debe integrar dos veces la aceleración para calcular el desplazamiento ese error se acumula, si usas un acelerometro y un giroscopio (IMU) puedes corregir bastante el resultado, sin embargo siempre vas a tener algo de deriva, los IMU mas completos que he visto incorporan un acelerometro de 3 ejes, un giroscopio de 3 ejes y una brújula electrónica de 3 ejes, luego es trabajo del programador ser capaz de obtener los mejores resultados con toda esa info. ,en algunos sistemas complejos incluso he visto que usan dos de los IMU que acabo de mencionar.

Actualmente yo estoy trabajando con el mpu6050 (acelerometro + giroscopio, ambos de 3 ejes) y con el HMC5883L (magnetómetro de 3 ejes), debo admitir que me esta costando un poco su uso.
07/03/2013 #8


El acelerómetro mide variaciones de velocidad en los cuerpos e integrando dos veces llegamos a la posición. Para obtener la posición es necesario conocer la posición en el instante inicial (necesarias para obtener las ctes de integración). Una vez el cuerpo se mueve se puede calcular la variación de posición pero hay que tener en cuenta que los errores de medida ( siempre existen debido a múltiples factores como el rango de velocidad, las vibraciones, la gravedad...) son acumulativos ya que la posición nueva se calcula a partir de la vieja y si ésta tiene error este sigue aumentando.

Los IMU añaden otros sensores que combinados te permiten corregir en cierta manera los errores cometidos por el acelerómetro. Hay que tener en cuenta que cuanto más información más fácil es corregir las desviaciones y más preciso es el resultado.

Los dispositivos más utilizados para la triangulación sencilla son los sensores infrarojos. Emiten luz IR y miden la intensidad del reflejo. El problema que le veo es que en tu caso al tener que detectar la posición dentro de esa zona esférica es muy complejo definir que medida tienes. No es la distancia a algo plano como el suelo o una arista.

Deberías buscar las condiciones que tiene el espacio de trabajo que tienes. La posición dentro de una esfera se define por el radio y por los ángulo. Busca sobre coordenadas esféricas.

Si puede medir la distancia, por ejemplo con un sensor infrarojo (siempre el objeto esté perpendicular a la superficie de la esfera interior) y los ángulos del objeto (mediante un acelerómetro/inclinómetro) ya tienes definida la posición del objeto.

Saludos
07/03/2013 #9


Me intriga la idea de usar una IMU, ya que hasta ahora el manejo de varios instrumentos se me complica un poco, ademas de que realmente la zona de desplazamiento es suprema mente pequeña, pensaba que los errores que podrían generar llegarían a ser despreciables hasta cierto punto. Ahora, si los errores son acumulativos, eso si podría llegar a ser un problema. Buscaré documentación al respecto de las mediciones con IMU.

En el caso del sensor infrarrojo, no se si pueda garantizar que los objetos estén siempre en una posición ideal, pero de resolverlo, si los objetos se superponen se podría seguir midiendo su posición? se podría seguir haciendo uso del sensor infrarrojo?

---------- Actualizado después de 13 minutos ----------

Una duda adicional... es necesario el uso del magno metro?
08/03/2013 #10

Avatar de Sebastian1989

El magnetómetro suele usarse para darte una referencia adicional (saber el norte magnético de la tierra) y ayudar a corregir la deriva del giroscopio.
Encontré un pequeño problema, estoy bastante seguro que un IMU + un micro va a ser mas grande que 1.5 x 1.5 [cm], no se le podrá dar otro enfoque a tu problema, por ejemplo poner sensores en la superficie por donde se desplazan lo objetos.
08/03/2013 #11


Ciertamente, al inicio el tamaño que se planteo fue de 1.5 x 1.5 cm, pero tomando en consideración lo que ustedes me han dicho, creo que por ahora al menos podríamos ser un poco mas flexibles con el tamaño de los objetos, esto claro, sin llegar a tener objetos demasiado grandes(considerando desde ahora que el objeto se limita a ser exclusivamente los instrumentos de medición). viendo algunas IMU me he encontrado esta: http://www.bricogeek.com/shop/401-13...tick-9-dof.jpg que creo yo por ser acelero metro, giroscopio y magno metro, el tamaño es muy conveniente(no así su precio, pero eso es otra cosa)

Por lo del otro enfoque, a que clase de sensores te refieres? de presión tal ves?
08/03/2013 #12

Avatar de Sebastian1989

Podrían servir sensores de presión, pero estaba pensando en ópticos, podrías poner varios fotodiodos o fototranistores en la base y un solo emisor "alumbrando" varios centímetros por encima de los objetos, así solo tienes que buscar la sombra, el problema es que probablemente sea mas caro de implementar pero lo bueno es que la parte de la programación se reduce considerablemente.
Yo compre el mpu6050 y el HMC5883L por ebay y solo gaste 20 dolares, un precio bastante razonable.
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