Gagasan untuk mengukur posisi 2D dari objek yang dibatasi bidang XY

Saya sedang mengerjakan sebuah proyek, dan sebuah aspek telah muncul di mana saya ingin mengukur (melacak terus-menerus) posisi X dan Y dari suatu objek melintasi bidang 2D. Objek digerakkan oleh seseorang, dengan gerakan objek terbatas pada bidang 2D (jadi tidak ada perpindahan sumbu-Z).

Kendala:

• Saya ingin resolusi posisi terukur 1 mm, idealnya 0,5 mm atau lebih baik.
• Ruang di mana objek bergerak adalah 30 cm X 30 cm.
• Apa pun metode pengukuran yang saya gunakan seharusnya tidak menyempitkan pergerakan objek secara signifikan.
• Selain itu, harap asumsikan saja bidang di mana objek bergerak adalah udara, dan BUKAN permukaan padat yang sebenarnya (untuk alasan spesifik proyek yang sulit diucapkan).
• Berita baiknya adalah: Objek sepenuhnya OK untuk dimodifikasi seperlunya (LED di atas, atau lampiran string, atau apa pun).

Apa yang mungkin menjadi metode untuk mendapatkan resolusi semacam itu?

Saya mempertimbangkan berbagai pendekatan, tetapi saya tidak tahu apakah ada di antara mereka yang memenuhi persyaratan resolusi. Karena tidak ada banyak kendala pada sistem saya yang ada, saya baik-baik saja bahkan dengan implementasi yang rumit / besar, asalkan cukup tepat.

Berikut adalah beberapa ide saya sejauh ini:

(1) Sensor rentang berbasis inframerah (hanya perlu dua sebenarnya)

(2) Dua kaliper / mikrometer panjang terhubung dari objek ke sisi

(3) Dua string, masing-masing terhubung dari objek ke daun gage strain lentur bebas di samping

Ide 4: Ini akan memberi Anda akurasi terbaik . Anda membutuhkan yang berikut:

• 2x slide linear presisi.
• 2x encoder linier presisi .
• 2x keterkaitan logam.

Pasang linear encoder ke setiap slide linier. Atur dua slide terpisah 90º, dan pasang objek ke slider menggunakan tautan. Encoder linear seperti ini digunakan untuk aplikasi pengukuran presisi. Dengan menggunakan metode ini, Anda dapat dengan mudah mencapai resolusi 0,01mm, dan akurasi 0,1mm, dan mungkin akan melakukan jauh lebih baik dari itu.

Ide 3: Gunakan kamera. Saya tidak tahu kendala apa yang Anda miliki pada objek Anda, tetapi jika Anda dapat menambahkan LED kecil, maka pelacakan dengan kamera bisa menjadi doddle.

Jennifer di sini adalah olahraga pelacak LED merah. Sempurna untuk membedakan dan membingungkan teman-teman Anda.

Sinkronkan LED untuk berkedip tepat waktu dengan laju bingkai kamera, sehingga Anda mendapatkan satu gambar dengan LED menyala, dan satu lagi dengan LED mati. Kurangi gambar, dan menemukan LED di dalam gambar itu sepele.

Sebagai alternatif, tambahkan filter IR ke camea, LED IR di sekitar lensa, dan masukkan penanda retro-reflektif pada objek. Ini harus menunjukkan jauh lebih terang daripada objek atau lingkungan.

Alex memodelkan beberapa pita reflektif retro yang diambil ibunya di kantungnya.

Ide 1: Gunakan dua Potensiometer Tali .

Atur jarak sekitar 90º dan 1m dari bujur sangkar sehingga objek bergerak, Anda dapat mengukur jarak antara objek dan pot. Anda dapat menggunakan beberapa trigonometri untuk menghitung posisi yang tepat. Saya telah melihat ini dilakukan dan berfungsi dengan baik. Bisakah Anda mendapatkan akurasi? Anda harus melakukan hal berikut:

• Atur pot sedemikian rupa untuk memanfaatkan sekitar 80% dari jangkauannya.
• Buffer sinyal dari pot dengan pengikut op-amp (opamp presisi berkualitas baik).
• Gunakan ADC 12-bit berkualitas baik, dengan PCB yang ditata dengan baik.
• Jadikan sistem suara dan kaku secara mekanis.
• Pastikan senar muncul dari lubang kecil.

Dengan cara ini, Anda mungkin mengharapkan untuk mencapai kisaran ADC sekitar 3000 langkah. Ini memberi Anda resolusi sekitar 0,1mm. Sekarang, untuk mendapatkan akurasinya. Anda harus mengkalibrasi sistem dengan hati-hati. Secara akurat mengukur posisi objek di beberapa lokasi, dan menghubungkan pembacaan tersebut dengan pengukuran. Ini bisa dengan mudah memberi Anda akurasi 1mm.

Gagasan 2: Gunakan Sensor Kenaikan . Ini memberi Anda 6 derajat kebebasan (X, Y, Z, roll, pitch, yaw) yang jauh lebih banyak dari apa yang Anda butuhkan, dan bisa sedikit mahal, tetapi ini merupakan solusi yang bekerja di luar rak.

Sistem ini terdiri dari pemancar stasioner, dan penerima bergerak. Sistem ini dapat memberi tahu Anda posisi dan orientasi penerima relatif terhadap pemancar.

Akurasi ditentukan pada 1,4mm, tetapi Anda mungkin bisa meningkatkannya dengan kalibrasi yang cermat.

Ide 5: Pena digital dan kertas dot alamat.

Anda bisa mendapatkan pena yang luar biasa ini yang dapat merekam semua yang Anda tulis seri. Pena berisi kamera kecil yang melihat kertas saat Anda menulis. Namun, itu tidak benar-benar melihat tinta yang Anda buat, melainkan melihat pola titik-titik kecil di atas kertas. (Anda perlu membeli kertas khusus ini, atau Anda dapat mencetaknya).

Salah satunya dengan mudah dapat memenuhi spesifikasi Anda.

Saya melakukan proyek ini, dan metode sextant berfungsi dengan baik, terutama dalam jarak pendek, tetapi memiliki titik buta, di bawah jarak tertentu, tidak akan berhasil. Plus, jika Anda memiliki lebih banyak sumber penerangan, itu akan salah. Keakuratan pengukuran adalah fungsi dari kualitas kamera yang digunakan dan pemisahan antara kamera dan sumber penerangan.

Semoga itu bisa membantu!

apa yang Anda gambarkan pada dasarnya adalah tabel atau tablet digital.

Ketika saya bekerja untuk OEM fotogrametri, tabel digitalisasi kami sekitar satu meter persegi dan dulu (dan mungkin sekarang) digunakan oleh para kartografer, dll. Meja-meja itu terdiri dari sebuah meja kaca dengan kabel tembaga tipis yang melekat pada bagian belakang meja dalam formasi grid. ; dan alat penunjuk (bidik) yang berisi kumparan elektromagnetik.

Sirkuit logika akan mengirimkan impuls listrik ke kabel tembaga di sumbu X dan Y; impuls-impuls ini akan diambil oleh koil dan diproses oleh penghitung digital untuk menghitung posisi XY yang tepat dari alat penunjuk turun hingga seperseratus inci.

Jika karena alasan tertentu Anda tidak dapat menggunakan perangkat penunjuk dalam proyek Anda, Anda dapat mencoba memasang pantograf.