Activación de la triangulación de geófonos

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Estoy usando tres geófonos para triangular eventos de impacto dentro del triángulo, por ejemplo. Un mazo golpeando el suelo. Dado que la magnitud del evento es desconocida, la posición se calcula solo por las diferencias de tiempo del pico que llega a cada uno de los geófonos. Sé cómo hacer esto teóricamente, aunque esto también requiere conocer la ubicación exacta de los geófonos entre sí y las cualidades de sonido del piso.

Los geófonos que estoy usando están aquí . Los geófonos proporcionan un voltaje proporcional a la velocidad vertical, y se comportan como filtros de paso alto con una esquina de alrededor de 5 Hz.

El uso de un osciloscopio para observar los voltajes a través de los terminales me da datos como este:

Aquí,elimpactoesprincipalmentecentrado,peromáscercanoalgeófonodelCanal1.

Y aquí hay uno donde está a 10 pulgadas del # 3.

Sé que necesito amplificadores para cada uno de los geófonos para que no tengan que conducir los cables relativamente largos a un circuito DAq central. También sé qué hacer una vez que tenga 3 valores de tiempo relativos a un inicio arbitrario.

Me gustaría hacer lo más posible de esta pieza intermedia en forma analógica, ya que ya sé cómo obtener toda la forma de onda y el proceso en MATLAB. Estaba pensando en usar un disparador Schmitt para ignorar los picos posteriores, ya que estos pueden o no tener los mismos retrasos de tiempo. ¿Puedo usar 1 línea que está alta para iniciar dos rampas, y luego muestrear y mantener una rampa cuando 2 líneas están altas, y luego muestrear y mantener la otra cuando las tres están altas? ¿Cómo puedo saber cuál fue cuál?

Me gustaría poder resolver en unos pocos centímetros, lo que, dada la velocidad del sonido en el concreto, significa alrededor de 320 kHz como mínimo.

    
pregunta Aphaea

2 respuestas

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La trama más interesante sería cómo se ve la señal de cada geófono si el golpe está centrado. En otras palabras, ¿cuál es la variación con la que tiene que lidiar el algoritmo?

Si la naturaleza del golpe y la transmisión de sonido son confiables en el sentido de que cada forma de onda tiene la forma que se muestra, entonces no debería ser tan difícil. Puede seleccionar el momento del primer pico negativo por debajo de algún valor, o tal vez el momento del cruce por cero positivo que lo sigue.

En cualquier caso, realmente no haría esto con lógica cableada. Esto parece un trabajo para un micro con un muestreo A / D rápido que puede capturar múltiples canales al mismo tiempo. Algunos de los dsPIC 33 o PIC 24H pueden ser apropiados. Ese procesador puede realizar el análisis de alta velocidad e informar sobre la detección de eventos y los retrasos relativos entre los canales al procesador de nivel superior.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Waterloo Labs hizo un proyecto similar. Utilizaron los mismos principios para triangular la posición de impacto de una bala calibre .22 en una hoja de panel de yeso usando acelerómetros (para jugar Half-Life con pistolas reales, por supuesto).

Se puede encontrar una reseña de su solución aquí y un video del producto final aquí .

Eche un vistazo y vea si esto no le ayuda en la dirección correcta.

    
respondido por el Sean Madden

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