¿Cómo medir la distancia entre dos objetos?

He visto tres opciones básicas para la medición de distancias: triangulación, medición de la caída de potencia de una fuente de potencia conocida y medición del tiempo de viaje para una señal de velocidad conocida.

La caída de potencia de la señal es un problema de más de 10 metros debido a la ley del cuadrado inverso: si una señal puede detectarse a 10 m de distancia, será 10000x más fuerte a una distancia de 10 cm. Para los campos magnéticos, por ejemplo, esa es una diferencia entre 60 uT (sobre el campo magnético de la Tierra) y 6 T (un imán muy fuerte, que arrancaría el metal de cualquier cosa cercana). Podría usar la caída de la potencia de RF, pero espero que haya problemas de seguridad similares, sin mencionar que la FCC lo está atacando como una tonelada de ladrillos.

Tienes dos opciones básicas para sincronizar la propagación de la señal: sonido y campos EM. Los campos EM no pueden realmente darle la precisión que desea usando el tiempo de viaje como su medida de distancia, porque 1 mm es aproximadamente 3 picosegundos a la velocidad de la luz. Podría estar equivocado, pero son órdenes de magnitud más allá de lo que es una granularidad razonable para medir el tiempo con cualquier hardware que haya visto.

Es más fácil trabajar con el sonido, pero realmente no se puede propagar a las distancias de las que habla en frecuencias de más de 250 kHz. (http://www.katho.be/apps.aspx?smid=2688) La longitud de onda de 250 kHz es de aproximadamente 1,4 mm, por lo que ningún micrófono le dará un tiempo de llegada a la precisión que desea. ¿Posiblemente algún tipo de interferómetro? Sin mencionar que esas altas frecuencias no van a funcionar tan bien sin una línea de visión.

Tu mejor apuesta es probablemente la triangulación. Eso requiere tres ubicaciones, no dos, y podría brindarle resultados aceptables si una tercera estación es algo con lo que puede trabajar. Eso cambia la pregunta a: ¿cómo puedo determinar la dirección a algo, cuando podría cambiar la ubicación en 1 mm a 10 metros de distancia, dando una precisión necesaria de cinco milésimas de grado?

Me temo que no sé la respuesta a esa. :)

Para medir el xyz necesitará al menos 3 detectores para hacer una triangulación con la que no puede hacerlo solo en el receptor.

Los detectores deben estar alejados entre sí y en una posición relativa conocida, como los satélites GPS.

Debería investigar la tecnología que Polaroid utilizó por primera vez en sus cámaras para realizar el enfoque automático. Utiliza pulsos de sonido a unos 50 kHz. Dispositivos similares todavía están disponibles, por ej. El SensComp 7000 es un sistema completo que comprende un transmisor, un receptor y un transductor. Reclama un rango de hasta 10 metros y un ancho de haz de 17 grados y su costo es relativamente bajo (alrededor de $ 55). La precisión y la resolución del rango no están especificadas, pero deberían ser del orden de 10 mm, quizás mejor, ya que esta tecnología se utilizó para enfocar la lente de una cámara. Puede tener problemas en su aplicación si el objetivo es pequeño y / o se mueve rápido. Puede ser necesario algún tipo de escaneo si el rumbo del objetivo B en relación con su A puede variar mucho y rápidamente.

Si tiene un reloj de alta resolución preciso, puede medir la diferencia de tiempo que utiliza un marco de datos para viajar de host a dispositivo y viceversa. Este principio se utiliza en el Protocolo de tiempo de red (NTP) que, a su vez, se utiliza para que las PC mantengan la hora exacta. Una vez que NTP está sincronizado, conoce el retraso (la distancia entre el remitente y el receptor en segundos) y la fluctuación (precisión). Ahora, la parte divertida de esto es que NTP es un protocolo abierto y, por lo tanto, se explica ampliamente en Internet. El inconveniente es que es bastante complicado de entender por primera vez. Esto podría ser un buen comienzo si está interesado en cómo funciona el NTP. En la al revés, solo está en ello para medir el retraso, no para mantener el tiempo exacto. Esto puede simplificar los esfuerzos de programación.