Determinar una posición aproximada a través de la triangulación

3

Descargo de responsabilidad: soy relativamente nuevo en electrónica (aunque no en programación), así que disculpe mi ignorancia.

En primer lugar, debo decir que soy consciente de que ya hay varias publicaciones bien respondidas sobre este tema. Esta pregunta es sobre cómo construir los dispositivos ellos mismos.

Tengo un área exterior de 100m * 50m de tamaño. El mayor obstáculo es que esta área es una estructura que se puede describir como un cubo de 10m * 10m * 6m; y también hay varios árboles, arbustos, cercas (de alambre) y paredes bajas (0.5 m). Quiero determinar la posición 2D de un dispositivo dentro de esta área con una precisión relativamente buena (una aproximación de 0,5 m sería ideal). Puede tardar hasta varios segundos (no estará en un bucle), pero tiene que funcionar en cualquier momento del día.

Por lo tanto, creo que mi mejor oportunidad es usar RF para triangular la posición del dispositivo haciendo que varias balizas emitan una clave (a la que respondería el dispositivo, por lo tanto, permitir que las balizas calculen la distancia midiendo el tiempo necesario) . Si tiene una mejor idea sobre cómo lograr mi objetivo, publíquelo.

Como nunca he trabajado con RF, no sé cómo construir los dispositivos. Mi presupuesto es limitado y el dispositivo debe ser lo más pequeño posible. Tengo a mi disposición Arduinos, ATtiny's y Raspberry Pi.

¿Qué enfoque debo tomar para construir los dispositivos? ¿Módulos adaptados para el consumidor? Electrónica personalizada? ¿Algún escudo Arduino comprado de element14?

Gracias de antemano.

Summary:

  • El sistema operará en un área al aire libre (100 m * 50 m) con algunos obstáculos.

  • El sistema tiene que ser relativamente barato de construir, porque mi presupuesto es limitado.

  • El dispositivo que se está rastreando debe ser lo más pequeño posible (más pequeño que un mouse de PC, para comparación).

  • El sistema no tiene que ser demasiado preciso (una precisión de 0,5 m sería ideal).

  • El sistema no tiene que ser demasiado rápido (el proceso puede tardar hasta varios segundos).

  • El sistema puede usar tantas balizas como sea necesario, y solo tiene que determinar la posición 2D del dispositivo que se está rastreando (sin altura).

pregunta AvidScifiReader

1 respuesta

3

Parece que debería haber una respuesta fácil a este problema, pero en realidad es difícil encontrar un sistema que ofrezca una precisión de posicionamiento de 0,5 metros y sea barato.

GPS RTK

Si no te importa lo barato, entonces puedes usar un sistema GPS RTK para obtener una precisión de ~ 10 cm con una sola estación base. Aquí está el set más barato que he visto ...

enlace

Incluye la base y un solo móvil por aproximadamente $ 1000. Obtuve uno de la campaña de Kickstarter y nunca pude hacerlo funcionar lo suficientemente bien como para usarlo. Presumiblemente a estas alturas, Tit debería trabajar fuera de la caja por ese precio.

GPS SBAS

Dependiendo de dónde viva, puede usar un módulo SBAS en el móvil para obtener una precisión inferior al metro. Aquí hay un ejemplo de un módulo que cuesta alrededor de $ 100 ...

enlace

Esto tomaría mucho tiempo para empezar a trabajar y no he visto una solución SBAS barata para trabajar fuera de la caja.

chip Atmel AT86RF233

Este es un chip Atmel que es barato ($ 3 en cantidad y $ 5 por 1) que tiene una función integrada de medición de distancia. En teoría, deberías poder construir una tabla por $ 10 que podría ser una base o un rover. Con suficientes bases, en teoría, debería poder cubrir campos de cualquier tamaño y obtener una precisión inferior al metro.

Lamentablemente, en la práctica, los resultados al aire libre no son excelentes. Se necesitaría mucho trabajo para obtener un sistema capaz de generar una solución confiable con una precisión de 0,5 metros con estos chips. Puedes leer algunos de los resultados de mis pruebas aquí ...

enlace

Nuevo módulo DecaWave ScenSor DWM1000

Este es un desarrollo muy emocionante que solo estuvo disponible en los últimos meses. Aquí está la página del producto en DigiKey ...

enlace

Estos módulos cuestan $ 32 cada uno por 1, o $ 20 cada uno por 1,500. Afirman ser capaces de medir con una precisión de 10 cm a más de 300 metros en interiores. No se realizan reclamos para el exterior, pero es de esperar que los resultados estén al menos dentro del 50% del rendimiento en interiores, lo que haría de esta una opción fantástica.

Actualmente hay un KickStarter para vender un escudo Arduino basado en este módulo ...

enlace

... pero por ese plazo y precio creo que tendría sentido comprar los módulos y descubrir cómo conectarlos usted mismo. He leído las hojas de datos y parece bastante sencillo: deberías poder alimentar el módulo y conectarlo a cualquier computadora con capacidad SPI (incluye Arduino & RaspPi) con $ 1 en partes y un poco de soldadura.

Espero obtener algunos de estos pronto e informaré sobre cómo trabajan en la práctica al aire libre. Tengo muchas esperanzas de que sean perfectos para su aplicación.

Reconocimiento óptico de glifos

Nunca he hecho esto, pero creo que, en teoría, se podrían colocar códigos QR por todas partes para que hubiera al menos uno visible y decodificable desde cualquier lugar dentro del rango.

Luego, podría usar una cámara Raspberry Pi para mirar alrededor y algo como OpenCV para ubicar los códigos QR visibles en el entorno. Una vez que supiera qué código QR estaba viendo y dónde se encontraba en relación con su campo de visión, podría computar su ubicación.

Esta opción es especialmente buena porque no hay RF involucrado y los códigos QR son esencialmente gratuitos (costo de una hoja de papel y quizás algo de laminación).

Láseres giratorios!

En realidad, nunca he hecho esto, pero en teoría debería poder obtener un láser de construcción de hilado barato y montarlo en su rover. Luego, configuraría un grupo de detectores láser estáticos alrededor de su campo. Cada detector tendría una radio muy barata para devolver la señal al rover cada vez que pasaba el láser. Al escuchar el retraso entre los pitidos, puede determinar con gran precisión tanto su posición como su rumbo.

Hace 15 años, una empresa vendía un sistema como este (pero caro), pero cerraron.

Alternativamente, puedes usar reflectores retro alrededor del campo y tener un solo detector en el rover. Esto sería más barato y no necesitaría RF, pero probablemente tendría un rango más corto y cálculos más complejos.

    
respondido por el bigjosh

Lea otras preguntas en las etiquetas