Obtener coordenadas de un dispositivo en un espacio 3d

Question

Quiero hacer un dispositivo que sabe itselfs coordenadas x e y en un espacio 3d, por ejemplo en una habitación. Puedo mover el dispositivo en cualquier lugar de la habitación, pero yo solo necesito las coordenadas x e y. ¿Hay alguna forma de hacer esto mediante el uso de acelerómetros y/o giroscopios? Si no ¿cuál es la manera más fácil de hacer esto?

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Aquí está la información. El dispositivo será una especie de lápiz electrónico. Cuando dibujo algo a la pared con el dispositivo, yo quiero que se dibuja en la pantalla de mi ordenador. La pared de tamaño fijo. Así, puede una IMU me dan la precisión de las coordenadas en la pared durante un par de horas del período del sorteo. Si sí, ¿cómo debe ser la precisión y sensibilidad de la IMU tiene que ser?

Answer 1

Obtener dos (o más) de webcams usb que daba a la habitación desde diferentes ángulos, y colocar un filtro de paso de banda que sólo permite IR (infrarrojo) de la luz a través de en frente de ellos. Conectar las cámaras a un ordenador y encontrar algún software que te permitirá agarrar marcos como mapas de bits para que los lea. Esto funciona mejor si usted puede activar las cámaras a la vez, pero si el seguimiento de objeto no se mueve rápido, esto no es necesario. Instalar LEDS de INFRARROJOS o pasivo de INFRARROJOS retroreflectors en el dispositivo (y que brille la luz IR). Ya que será el punto más brillante que las cámaras de ver (gracias a la IR filtros de muesca), el algoritmo para el seguimiento de este único punto luminoso no debe ser demasiado complicado (sobre todo siendo en interiores, al aire libre va a complicar las cosas un poco (yo lo he hecho por impulsos que el led muy brillante en sincronismo con el obturador de la cámara, tener tiempo de exposición muy corto, alrededor de 400us, pero usted no necesita este)). Luego de desarrollar software para triangular la posición en el espacio a partir de la posición en 2d que cada cámara. Esta posición puede ser enviada de forma inalámbrica a su dispositivo, por lo que sabe dónde está. Usted también necesita de alguna manera garantiza que el marcador esté siempre visible, y esto se puede hacer mediante la colocación de múltiples cámaras y utilizando sólo los datos de los que puede ver en cualquier momento en particular.

Answer 2

He publicado un documento en esto por un par de años atrás. De hecho, es difícil para el seguimiento de objetos en el interior con una IMU. Como se ha mencionado aquí anteriormente, la única manera práctica de hacerlo es con las actualizaciones. He utilizado pasiva RFID para la actualización de la posición de mi muy bajo costo IMU (menos de $100 prototipo). IMU, que trabaja por períodos cortos con precisión, pero comenzará a la deriva, todo lo que necesita es que de vez en cuando pasan cerca de una etiqueta RFID que tiene un IDENTIFICADOR único y la ubicación asociada con ella. En ese momento no sólo de conocer su posición actual, se puede realizar una transformación afín en su trayectoria previa para obtener una imagen más precisa de donde estaban. Tu pregunta es un poco vago en su aplicación (yo era el seguimiento de los seres humanos), pero tal vez este muerto ajuste de cuentas con RFID fiducial actualizaciones para usted. El documento se llama "el Interior de la localización de uso peatonal dead reckoning actualizado con RFID basado en referencias" si quieres que se vea. Se puede dar un poco de inspiración para su propio método, al menos.

Answer 3

Usando nada más que la unidad de medición inercial (IMU), que se construye fuera de los acelerómetros y giróscopos es una manera de determinar la ubicación, pero adolece de error en la estimación de la posición acumulando con el tiempo. La nave espacial Apolo tenía muy preciso, IMUs, pero todavía necesitaba recibir actualiza la posición y la velocidad de la información de radar rastreadores en la Tierra, y las mediciones de ángulo de las estrellas para navegar con precisión. IMUs gran trabajo a corto plazo de la localización, pero para la precisión en el tiempo, incluso caro IMUs no son suficientes.

De alguna manera se necesita medir su posición en relación a puntos de referencia en el medio ambiente. Esto se suele hacer uso de un láser o el sonar del visor de rango para medir distancias, o el uso de una cámara de vídeo para la estimación de los ángulos. Si no conoces la verdadera ubicación de los puntos de referencia que se utiliza, entonces, la tarea se vuelve más difícil "localización y mapeo simultáneo" (SLAM) problema.

ROS ofrece varios paquetes para la localización y SLAM. Sugiero navegación a través de algunas de las demos y videos para tener una idea de lo que es posible, y lo que podría adaptarse a su aplicación mejor.