Absolutposition erkennen

Ich arbeite an einem Projekt, bei dem ich die Position eines Stifts auf einem Stück Papier erkennen muss.

Mein erster Gedanke war, 4 IR-LEDs auf einer Empfangseinheit oben auf der Seite zu verwenden und eine Kamera auf den Stift zu setzen, um die Position zu triangulieren.

Allerdings bin ich dabei auf einige Probleme gestoßen. Das erste ist, dass ich keinen Sensor kenne, der eine "Infrarotkamera" ist, die ich im Handel kaufen könnte. Das zweite Problem, auf das ich gestoßen bin, ist, dass der Stift in jede Richtung ausgerichtet werden kann und keine Kamera das IR in jeder Richtung erkennen kann.

Ich habe mich gefragt, ob jemand Lösungen für die ersten beiden Probleme hat oder ob jemand eine andere Technik kennt, um die Position eines Objekts relativ zu einem anderen zu erkennen.

Bitte klären Sie "der Stift kann in jede Richtung ausgerichtet werden". Die Worte "jede Richtung" sind mir geometrisch nicht klar.
Wenn Sie einen Punkt auf einem Stift markieren und den Stift dann entlang seiner Hauptachse drehen, kann dieser Punkt entlang einer zweidimensionalen Ebene in jede Richtung zeigen. Zum Beispiel kann der "Zeiger" auf einer Uhr in jede Richtung entlang der Ebene zeigen, auf der die Uhr montiert ist.
Tauschen Sie einfach die Rollen der Kamera und der IR-LED
Guter Punkt, aber ich habe immer noch keine Kamera.
Lesen Sie die Antwort unten
Wie bereits gesagt, sehr, sehr guter Punkt und äußerst nützlich, aber die Ausrüstung MUSS im Handel erhältlich sein.
Nun, eBay ist in der Tat eine kommerzielle Quelle, aber falls Sie Mengen in Hunderten benötigen, habe ich der Antwort unten alternative Kameraquellen/Implementierungen hinzugefügt.

Antworten (2)

Implementierung

Sie können versuchen, Ihre gegenwärtige Idee auszutauschen: Machen Sie also die IR-Kamera zum stationären Detektor und den Stift zur beweglichen IR-Quelle (dh platzieren Sie eine oder mehrere LEDs an geometrisch gegenüberliegenden Punkten darauf, wenn Sie sich Sorgen über Okklusion machen).

(Außerdem können Sie auf diese Weise zulassen, dass das Setup in Zukunft auf zwei IR-Kameras erweitert und für die 3D-Positionsverfolgung trianguliert wird.)

Verweise

Weitere Referenzen und Ideen finden Sie in Johnny Lees beliebten Projekten mit der Infrarotkamera auf der Wii-Fernbedienung für eine kostengünstige und genaue mögliche Implementierung: Dieses Video behandelt etwas Ähnliches wie das, was Sie meiner Meinung nach versuchen. Sie können diese Seite auch für weitere Textdetails einsehen.

Quellen für die IR-Kamera selbst

  • Wiimote-Kamera: Meines Wissens hat jeder, der mit dem Wiimote-Hack gespielt hat, entweder die separat erhältliche Kamera von Ebay bekommen oder seine Wii-Fernbedienung aufgebrochen, um die Kamera herauszuziehen. Hersteller der Kamera ist Pixart (Taiwan). Es ist unwahrscheinlich, dass Pixart/Händler diese Kamera jemals offiziell selbst verkaufen werden, aber wenn Sie eine solche Quelle finden, lassen Sie es die Welt wissen!

  • OptiTrack V120: SLIM : 279 $, 640 x 480, 120 FPS.

  • CMUCam 4 oder frühere Version : Dies ist eine Open-Source-Hardware- und -Verarbeitungsimplementierung von einem Carnegie Mellon-Team, die jedoch eine Kamera mit sichtbarem Licht verwendet. Sie können es leicht für Infrarot-Tracking anpassen, indem Sie einen IR-Filter wie diesen hinzufügen .

Die Wii-Fernbedienungskamera ist keine im Handel erhältliche Komponente, obwohl sie dem ähnelt, wonach ich suche. Kennen Sie eine, die ich im Handel kaufen kann (z. B. auf digikey)?
Informationen hinzugefügt, um der Vollständigkeit halber zu antworten

Mir ist klar, dass diese Frage alt ist, aber ich dachte, ich würde eine interessante Lösung kommentieren, die von einigen Studenten der Universidad de la República in Uruguay entwickelt wurde. Eine Übersicht über ihr Tablet finden Sie hier.

Grundsätzlich lösten sie das Problem, indem sie sowohl einen Infrarot- als auch einen Ultraschallsender an der Spitze des Stifts anbrachten. Der Empfänger lässt sich am besten so beschreiben, dass er zwei Ultraschallsensoren hat, einen in jeder Ecke und einen Infrarotsensor in der Mitte. Es wird unten rechts in den Spezifikationen angezeigt.

In den eigenen Worten der Schüler (übersetzt aus den Spezifikationen ins Spanische ):

Das verwendete Detektionsverfahren basiert auf der gleichzeitigen Emission von Infrarot- und Ultraschallwellen von der Stiftspitze. Da sich Infrarot viel schneller ausbreitet als Ultraschall, könnte sein Empfang als augenblicklich angesehen werden. Und da sich Ultraschall mit ungefähr konstanter Geschwindigkeit ausbreitet, kann die Position des Stifts berechnet werden, indem die Zeit gezählt wird, die das Signal benötigt, um jeden Ultraschallsensor zu erreichen.

Sie hatten also zwei Sensoren und drei Empfänger, die die Position des Stifts triangulierten.

BEARBEITEN: Später fand ich heraus, dass dasselbe System tatsächlich von Mimio Touch Boards verwendet wird. Hier ist ein .pdf-Dokument mit ihren technischen Spezifikationen, diesmal in Englisch.