Ultraschall und Funk broadcast für Positionsbestimmung

[Felix H. (masterq)]

Hallo zusammen,
ich habe mir vorgenommen eine Positionsbestimmung mittels Ultraschall 
durchzuführen.
Die Idee ist einen Handschuh zu entwerfen mit Ultraschall Sender. Oder 
einfach signal geber.
Dieser Handschuh ist über Funk mit 5 Empfängern verbunden. Die an 
verschiedenen stellen im Raum Platziert sind.
Bevor ein Signal vom Ultraschall Sender kommt wird zunächst jeder 
Empfänger durch ein Funk Broadcast auf das kommende Signal vorbereitet. 
Alle Empfänger sollen dann die Zeit bis zum eintreffen des Signales 
messen. Anschließend werden alle scheinbar gültigen Ergebnisse zur 
Berechnung der Position gesammelt. Neben den Ultraschallsystem plane ich 
2 Dreidimensionale Beschleunigungssensoren auf den Handschuh zu 
installieren um Verzögerungsfrei die ungefähre Position zu bestimmen und 
die erhaltenen werte zu verifizieren.
Ich bin mir jedoch nicht sicher ob eine solche Position Messung möglich 
ist, da ich hörte das Reflexionen in einer solchen Ultraschall Messung 
eine tragende rolle spielt.

Jedoch scheint mir dieses Problem in diesem Szenario nicht so sehr 
tragend zu sein, weil schneller als direkt geht es nicht. Und die 
Sensoren sollen ja das erste eintreffen des Signales als Messstop 
nutzen. Anschließende Reflexionen scheinen mir nicht irrelevant zu sein, 
solange lange genug bis zur nächsten Messung gewartet wird. Wobei die 
Beschleunigungssensoren diese Zeitspanne problemlos überbrücken können.

Weiterhin ist zu sagen, dass es unwahrscheinlich sein wird das 
zeitgleich mehr als 2 US-Sensoren auf direkten weg zum Sender durch 
Festkörper versperrt sein werden. Jedoch kann es zeitweilig passieren...

Ich würde mich um Anregung zur Machbarkeit freuen. Dabei bitte ich 
jedoch um konstruktive antworten. Und ausschließlich um auf Wissen und 
Erfahrung basierende antworten.

Außerdem hätte ich gerne Material oder Bau Vorschläge welche die 
Beschaffung oder Konstruktion von Signalgebern und Empfängern 
vereinfachen.

Liebe Grüße und vielen dank

Felix

[hp-freund (Gast)]

Hallo,
das stelle ich mir recht schwierig vor mit Ultraschall. Weil:
1. Ultraschall Sender strahlen im allgemeinen gerichtet ab
2. die Reflektionen machen noch andere Probleme, siehe z.B.:
http://www.cs.brown.edu/people/tld/courses/cs148/02/sonar.html

[Micha (Gast)]

Ich habe noch irgendwo eine alte 3D-US-"Maus" aus den aller-ersten 
VR-Tagen
Den Sender mußte man sich an den Finger/die Hand binden und das 
Empfänger-Array (3 Stück, "L"-förmig angeordnet) wurde am Bildschirm 
befestigt. Muss ich unbedingt noch mal ausprobieren ob das noch funzt.
Mit anderen Worten: nicht unmöglich. Mess die Phasenverschiebung 
zwischen den Empfängerpaaren, daraus sollte man die Einstrahl-Winkel 
bekommen. Bei zwei bzw. drei kannst Du dann die Position im Raum heraus 
bekommen.
Google einfach nach "3D US mouse", man finden ein paar Projekte.

[Felix H. (masterq)]

Danke schonmal,

Micha schrieb:
> Mess die Phasenverschiebung
> zwischen den Empfängerpaaren, daraus sollte man die Einstrahl-Winkel
> bekommen. Bei zwei bzw. drei kannst Du dann die Position im Raum heraus
> bekommen.

Micha wenn ich pfasenverschiebung nutze habe ich doch wieder das Problem 
mit den Reflektionen oder?

hp-freund schrieb:
> 1. Ultraschall Sender strahlen im allgemeinen gerichtet ab

Ja darüber habe ich mir auch schon Gedanken gemacht... Aber ich hoffte 
das es auch welche mit breiteren Abstrahlwinkel gibt...

Wenn jemand etwas darüber weiß ich würde mich freuen.

Lg Felix

[Chris (Gast)]

Farnell hat einen mit 360 Grad abstrahlwinkel.

[Osche R. (Gast)]

Felix H. schrieb:

> Micha wenn ich pfasenverschiebung nutze habe ich doch wieder das Problem
> mit den Reflektionen oder?

Du kannst zusätzlich die Amplitude bewerten und den dominanten Peak 
auswerten.


>> 1. Ultraschall Sender strahlen im allgemeinen gerichtet ab
>
> Ja darüber habe ich mir auch schon Gedanken gemacht... Aber ich hoffte
> das es auch welche mit breiteren Abstrahlwinkel gibt...

Entweder einen Diffusor vor den Sender setzen ("Beugung" nennt der 
Physiker das, die Boxenbauer sprechen von "Akustiklinse") oder drei 
Sensoren parallel schalten. Die Polarität musst Du dann empirisch 
ermitteln (damit nicht der eine mit 180° Phasenverschiebung den Schall 
von den anderen direkt wieder aufsaugt).