Trackingsystem

[Alex (Gast)]

Hallo zusammen,

ich denke gerade darüber nach ein Trackingsystem zu entwickeln das es 
ermöglicht die Position (x,y,z) eines bestimmten Gegenstandes zu 
bestimmen. Die Genauigkeit sollte in 20m Entfernung ca. 10 cm betragen 
und das bei einem Öffnungswinkel von 90 Grad und einer 
Aktualisierungsrate von 10-15 Positionen pro Sekunde. Der Gegenstand 
kann dabei mit einem Sender versehen werden (z.B. IR oder Ultraschall) 
und der Empfänger sollte mit max. 15x15x15cm möglichst kompakt sein. Die 
Auswertung der Empfangenen Signale soll vorerst per PC passieren, später 
eventuell von einem µC übernommen werden.

Bis lang habe ich zwei Ideen:

Das ganze mit Ultraschall und Triangulation zu bewerkstelligen. Die 
Laufzeitunterschiede wären allerdings so gering das ein AD-Wandler nach 
einer ersten Überschalgsrechnung im GHz-Bereich sampeln müsste und ob 
die Genauigkeit ausreicht weiß ich auch nicht genau.


Die andere Idee ist das ganze mit einer oder zwei Kameras umzusetzen die 
auf den zu trackenden Gegenstand gerichtet sind und dann das 
Bildmaterial per OpenCV auszuwerten. Was allerdings schwierig ist, da 
das ganze System unabhängig von der Lichtsituation und der Umgebung 
funktionieren soll, Sichtkontakt zum zu trackenden Gegenstand ist aber 
immer vorhanden.


Fällt jemandem noch etwas dazu ein? Hat jemand Erfahrung mit der 
Genauigkeit von Ultraschall Trackern? Gibt es vielleicht noch eine ganz 
andere Lösung?


Gute Grüße,

Alex.

[Michel (Gast)]

Alex schrieb:
> Fällt jemandem noch etwas dazu ein?

Beim Profifußball ist über solche Systeme schon nachgedacht worden. 
Evtl. finden sich dort schon weit entwickelte System.

[Michel (Gast)]

Tante Google weiß mehr unter Echtzeitverfolgung Ball ... z.B.
http://publica.fraunhofer.de/documents/N-24889.html
http://www.sigistudio.net/products/Motion-Sport-Fussball
http://www.sumobrain.com/patents/wipo/Method-device-determining-changing-position/WO2010003699.html

[abatec-gast (Gast)]

schau mal bei abatec nach die haben sowas entwicklet.

[Rolf Magnus (Gast)]

Alex schrieb:
> Das ganze mit Ultraschall und Triangulation zu bewerkstelligen.

Dann brauchst du aber mehrere Empfänger

> Die Laufzeitunterschiede wären allerdings so gering das ein AD-Wandler

Wieso ein AD-Wandler?

> nach einer ersten Überschalgsrechnung im GHz-Bereich sampeln müsste und
> ob die Genauigkeit ausreicht weiß ich auch nicht genau.

Wie kommst du darauf? Für 10 cm braucht der Schall in Luft fast 300 µs.
Du mußt allerdings bedenken, daß der Schall für die 20m Entfernung fast 
60ms unterwegs ist und bei 15 Abtastungen pro Sekunde alle 66 ms ein 
Puls gesendet werden muß. Das reicht also gerade so.

> Fällt jemandem noch etwas dazu ein? Hat jemand Erfahrung mit der
> Genauigkeit von Ultraschall Trackern?

Erfahrung nicht. Aber unter http://www.vrealities.com/logitech.html ist 
ein Gerät erwähnt, das zumindest mal eine Auflösung von 250 dpi schafft, 
dabei aber nicht nur die Positon, sondern auch die Ausrichtung des 
Objekts efaßt.

[Matthias (Gast)]

Alex schrieb:
> Das ganze mit Ultraschall und Triangulation zu bewerkstelligen. Die
> Laufzeitunterschiede wären allerdings so gering das ein AD-Wandler nach
> einer ersten Überschalgsrechnung im GHz-Bereich sampeln müsste und ob
> die Genauigkeit ausreicht weiß ich auch nicht genau.

Das Problem mit geringen Laufzeitunterschieden hättest du eher bei IR, 
da dabei die Ausgbreitunggeschwindikeit fast einen Faktor Million höher 
ist.

Beim Ultraschall besteht eher das umgekehrte Problem, dass die 
Laufzeiten lang sind und zusammen mit der maximalen Entfernung die 
Meßfolge begrenzen. Außerdem brauchst du wegen der 
Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit für deine 
Messgenauigkeit zusätzlich eine Temperaturmessung, falls das System 
nicht über Referenzsender/-empfänger selbstkalibrierend konzipiert ist.

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Alex schrieb:
> der Empfänger sollte mit max. 15x15x15cm möglichst kompakt sein.

Kann man zwei dieser Emfängerboxen räumlich getrennt voneinander auf-
stellen? Ansonsten wird es mit Triangulationsverfahren schwierig, weil
nur eine Basisbreite von maximal 15cm zur Verfügung steht, was bei der
angestrebten Messentfernung von 20m sehr wenig ist.

Kann das bewegliche Objekt mit der Empfängerbox zu Synchronisationszwe-
cken kommunizieren (bspw. über ein Kabel oder eine Funkstrecke)?

[Wolfgang Horn (Gast)]

Alex schrieb:
> ich denke gerade darüber nach ein Trackingsystem zu entwickeln

Hi, Alex,

bitte investiere die kleine Mühe und suche hier im Forum nach Themen wie 
"Ortung" und "Positionsbestimmung".
Da sind fast alle Gesichtspunkte bereits diskutiert und Links angeführt, 
die auch zur Beantwortung Deiner Frage taugen.

Ciao
Wolfgang Horn