Cómo conseguir 3D de la velocidad de los vectores?

Question

Quiero hacer un dispositivo que mide absoluta de pequeña escala en 3D de la velocidad. A pequeña escala como en 10-150cm movimientos, y absoluta como relativa a tierra y no en relación con el dispositivo (el dispositivo se encienda, roll, etc). La mayoría de los casos de uso están en el interior, por lo que un GPS no es de ayuda. El rango de 0-5 m/s sería la más interesante. Es posible darse cuenta? Preferiblemente en un reloj como el de la huella.

Compré el TI chronos reloj pensando que sería digno candidato con su acelerómetro y fácil de prototipos a través de python. Sin embargo me encontré con algunos problemas.

• Yo no puedo separar la gravedad. Este puede realizarse si el dispositivo se convierte? Supongo que, al menos, un giróscopo calibrado a tierra sería necesario?
• La exactitud. El cronos tenía sólo 8 bits de precisión, y aún así tiene un buen montón de ruido. Incluso después de la eliminación de la gravedad sospecho que simplemente la integración de la aceleración yo podría acabar con loco velocidades.
• La detección de cero movimiento. Estrechamente relacionado con los 2 de arriba.

Espero que mi pregunta no es demasiado abierta.

Answer 1

No creo que se puedan hacer sólo con el uso de mediciones desde el dispositivo del marco de referencia. Creo que su mejor apuesta es la captura de la posición del dispositivo externo. Básicamente, el movimiento de captura.

Dependiendo de su resolución de la medición, podría ser posible para que no utilicen GPS, triangulación de métodos. Balizas acústicas, probablemente. Radio tiempo-a-distancia probablemente no va a funcionar en un pequeño volumen. Y tengo la sospecha de radio tiempo-para-ángulo (VOR) probablemente no iba a funcionar en un ambiente de interior.

Answer 2

"Incluso después de la eliminación de la gravedad sospecho que simplemente la integración de la aceleración yo podría acabar con el loco de la velocidad."

Sí, el mayor error en los acelerómetros es el "zero-g de sesgo". El típico acelerómetro sesgo se acumulan rápidamente en un simple integrador loco velocidades. Sin embargo, hay maneras de forma automática la compensación de este sesgo. El método más simple es dejar de frecuencia, y cero cosas durante la parada. Más sofisticado acelerómetro autocalibration técnicas pueden compensar esta tendencia, incluso mientras estamos en movimiento, e incluso si son lentos (posiblemente relacionadas con la temperatura) los cambios en el sesgo. Algunas de esas técnicas de aprovechar el hecho de que, el promedio de aceleración más "largo" períodos de tiempo debe ser aproximadamente cero (de lo contrario nos lleguen pronto a Mach 100), y en el interior el promedio de la velocidad debe ser de aproximadamente cero (de lo contrario, pronto nos salga del edificio).

"Precisa de los motivos absolutos de velocidad, no en relación con dispositivo"

El enjambre de quadcopters en la universidad de pensilvania GRASP Lab es bastante sorprendente.

La mayoría de las personas no se dan cuenta que la posición y la velocidad de los sensores no están conectados a la quadcopters sí mismos, pero firmemente atornilladas a las paredes de la habitación, los quadcopters. De fuentes no confiables, me dicen que obtener exactitud milimétrica con un $30,000 sistema de captura de movimiento.

Estoy bastante seguro de giroscopios y acelerómetros están montados en el quadcopters, y al alcance de las personas el uso de un filtro de Kalman para convertir los datos en bruto (rotación, la aceleración y la captura de movimiento a una posición aproximada) en la posición y la velocidad de la información.

He oído un montón de gente utiliza un potenciómetro un b c d o ultrasónico de alarmas acústicas para medir la distancia. Hay una manera de utilizar 3 (o más) de ellos para encontrar absoluto de x,y,z, posición. Oigo cada potenciómetro es "sólo" $200.

"La detección de cero movimiento"

Muchos sistemas (incluyendo low-cost "ratones láser") detectar el movimiento utilizando "flujo óptico". Si tienes suerte, tal vez una hackeado ratón o dos un b c d e f le dará a los datos?