Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik handgeführte Bewegung tracken


von K. Fischer (Gast)


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Guten Tag.
Ich bin neu auf dem Gebiet der Sensorik.
Mein Ziel ist es eine handgeführte Bewegung im Raum zu verfolgen. Dazu 
gehört einmal die translatorische aber auch die rotatorische Bewegung.

Ich hatte mir einiges im Internet durchgelesen (u.A. die Genauigkeit von 
Bewegungssensoren), was sich aber teilweise leider nicht so positiv 
angehört hat.

Bisher bin ich auf den 6-achsigen MPU-6000 gestoßen. Von den technischen 
Daten her hat sich das bisher sehr gut angehört.

Hat wer Erfahrung mit dem Bauteil gemacht?
Lässt sich wirklich so ein Raumpunkt tracken oder ist der Baustein nur 
in der Unterhaltungsbranche zu gebrauchen?

Würde es die Genauigkeit erhöhen, wenn man zB. zwei Sensoren verwendet 
und die Werte mittelt?

Gibt es sonst gute alternativen?

Vielen Dank im Vorraus :)

von Wusel D. (stefanfrings_de)


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Ich hatte zu diesem Thema mal Kontakt mit dem Hersteller von solchen 
Sensor Chips.

Ich wollte einen Kasten innerhalb der Wohnung von einem Punkt A nach 
Punkt  tragen. Die Software sollte mir dann sagen, wohin ich das Teil 
bewegt habe (relativ zu Punkt A).

Man erklärte mir, dass dies mit keinem handelsüblichen 
Beschleunigungs/Rotations Sensor möglich sei. Die Beschleunigungs-Kräfte 
seien dazu viel zu gering und der Drift der Rotations-Sensoren würde das 
Ergebnis zu sehr verfälschen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Man kann aus der zweimaligen Ableitung der Beschleunigung auf lange Zeit 
nicht sicher auf die Position schließen. Das ist das Hauptproblem, an 
dem die meisten Wegmessungen mit Beschleunigungssensoren scheitern.

von K. Fischer (Gast)


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Aber warum reicht das für Quadrocopter, Tablets, Navis usw. ?
Mich interessiert nicht unbedingt der komplette absolute Weg - sondern 
kleine Differenzschritte. Es würde genügen den Sensor zwischenzeitig zu 
"nullen".
Beispielsweise alle 0.5 s die Beschleunigungsdifferenz abzufragen daraus 
eine Positionsänderung berechnen und den Sensor resetten oder ähnliches.

Würde man dadruch eine höhere Genauigkeit erzielen oder kommt das wie 
ich vermute auf das Gleiche hinaus?

von astroscout (Gast)


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ich sehe bei deiner Lösung mit einem Beschleunigungssensor folgendes 
Problem:
Angenommen du bewegst dich mit einer gleichfömigen Geschwindigkeit 
vorwärts, dann ist deine Beschleunigung Null.
Woher will der Sensor wissen, ob du gerade stehst oder dich mit 
gleichförmiger geschwindigkeit fortbewegst?

Ein zweifache Integration über die Beschleunigung wird vermutlich viel 
zu ungenau sein.

Ein wirkliche Idee hab ich jedoch auch nicht, aber villeicht kann mann 
sich eine Art GPS-System basteln, z.B. mit Infrarotleds als Satelitten. 
Ich meine mich zu erinnern für die Wii gibt es auch sowas.
Ich weiß jedoch nicht, ob das funktioniert, ist nur so eine spontan Idee

Zur erhöhung der genauigkeit könnte man z.B. einen Kalmanfilter nutzen.

von Rene S. (Firma: BfEHS) (rschube)


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Hallo,
ich hab vor längerer Zeit mal eine Lösung gesehen mit der Leute in VR 
(Virtual Reality) Räumen ihre Handbewegung tracken. Die haben eine Art 
3-D-Maus gebastelt und die relativen Änderungen zum (? Erd)-Magnetfeld 
gemessen.

Die konnten mit einer Hand ein Volumen von ~1m³ durchfahren und 
ausreichende Werte erzielen.

Gruß aus Berlin

von K. Fischer (Gast)


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Von dem Sensor gibt es sogar eine 9-Achs Version, das das Erdmagnetfeld 
misst.

Ok vielen Dank für eure Einschätzung.
Ich hoffe es kommen irgendwann zuverlässige Sensoren auf den Markt.

von J. T. (chaoskind)


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K. Fischer schrieb:
> Aber warum reicht das für Quadrocopter, Tablets, Navis usw. ?

Weil es bei den Quadrocoptern, Tablets und Navis hauptsächlich um die 
Lage, und nicht um die Position geht. Der Quad "fragt" sich halt mit 
Hilfe der Sensoren "bin ich noch gerade genug, um auf einer Stelle zu 
schweben" und nicht "schwebe ich noch auf der selben Stelle". Und bei 
den Tablets und Co "will" das Gerät ja auch nur wissen, "wie bin ich 
ausgerichtet" und nicht "bin ich grad in München oder in Hamburg" damit 
es dann zb das Display vertikal oder horizontal ausgeben kann.

Bei autonomen Quadrocoptern wird meines Wissens nach ein GPS-Modul zur 
Positionsbestimmung ein verwendet.

astroscout schrieb:
> ich sehe bei deiner Lösung mit einem Beschleunigungssensor folgendes
> Problem:
> Angenommen du bewegst dich mit einer gleichfömigen Geschwindigkeit
> vorwärts, dann ist deine Beschleunigung Null.
> Woher will der Sensor wissen, ob du gerade stehst oder dich mit
> gleichförmiger geschwindigkeit fortbewegst?

Na über die Historie. "Hab ich schon beschleunigt seit ich angeschaltet 
wurde?" wenn ja, jetzt aber null g, dann bewege ich mich nach wie vor 
mit der Geschwindigkeit, die ich nach der letzten Beschleunigungsphase 
drauf hatte.
Vorausgesetzt das Gerät stand beim Einschalten still.
Es ist aber schon richtig, das sich die Fehler beim Messen der 
Beschleunigung durchs integrieren nicht gerade verkleinern =)
Wobei der Fehler aber in den ungenauen Messdaten zu suchen ist, würdest 
du mit exakten Beschleunigungsdaten arbeiten können, dann würde auch das 
2te Integral der Beschleunigung deine exakte Position ergeben.
MfG Chaos

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