ตัวเลือกสำหรับการกำหนดระยะทางระยะสั้นระหว่างวัตถุทั้งสอง

ฉันมีความคิดโครงการในใจ แต่มันเกี่ยวข้องกับการคำนวณระยะห่างระหว่างคนสองคน ฉันดูใน Bluetooth, RFID และ NFC (ไม่แน่ใจเกี่ยวกับอันนี้) แต่ดูเหมือนไม่มีใครเสนอความแม่นยำที่ฉันต้องการ (ฉันเป็นสามเณรที่ดีที่สุดดังนั้นฉันยินดีที่จะแก้ไขให้ถูกต้อง)

บลูทู ธ : ดูเหมือนว่าจะสามารถตรวจจับได้ว่ามีคนอยู่ในระยะหรือไม่อยู่ในช่วงเท่านั้น และถึงแม้ว่าช่วงนั้นจะทำงานได้ดีสำหรับสิ่งที่ฉันต้องการ (ประมาณ 30 ฟุตเป็นเรื่องธรรมดา?) ฉันจะสามารถระบุระยะทางในช่วงนั้น ๆ ได้ในระยะ 5 ฟุต

อาร์เอฟไอดีดูเหมือนจะทำงานได้ในระยะทางที่สั้นมาก ๆ

NFC: ไม่แน่ใจ

หนึ่งในตัวเลือกเหล่านี้จะทำงานหรือมีตัวเลือกอื่นที่สามารถใช้งานได้? หรือจีพีเอสเป็นเส้นทางเดียวหรือไม่

ปรับปรุง:ความคิดคือความปลอดภัยของเด็ก "สุทธิ" เด็กจะมีสัญญาณบางอย่างที่พวกเขาเพียงต้องการส่งสัญญาณแล้วผู้รับจะอยู่ในผู้ปกครอง ด้วยวิธีนี้หากเด็กย้ายเกินระยะทาง x จากพ่อแม่ผู้ปกครองจะได้รับแจ้ง

โดยหลักการแล้วผู้ปกครองจะสามารถตั้งค่าระยะทางที่แตกต่างกันได้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่พวกเขาอยู่ (ถนนในเมืองที่แออัด - รัศมีเล็ก ๆ , สวนสาธารณะ - รัศมีขนาดใหญ่)

ความคิดนี้อาจได้รับการจดสิทธิบัตรดังนั้นจึงอาจไม่เหมาะสำหรับโครงการเชิงพาณิชย์ แต่คุณสามารถวัดตำแหน่งและการวางแนวของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หนึ่งที่เกี่ยวข้องกับอีกเครื่องหนึ่งได้อย่างแม่นยำโดยใช้สนามแม่เหล็ก นี่คือการทำงานของตัวติดตามPolhemusและAscension พวกเขาจะใช้ในการติดตามการเคลื่อนไหว VR และในการผ่าตัดเพื่อติดตามตำแหน่งของเครื่องมือผ่าตัดในระหว่างการดำเนินการ

แนวคิดพื้นฐานคือการมีชุดคอยส์ส่งหนึ่งชุดและชุดรับอื่น ขดลวดเครื่องส่งสัญญาณปล่อยความถี่เสียงสลับสนามแม่เหล็กและขดลวดรับแล้ววัดความกว้างของสนามในขดลวดรับสาม

มีรหัสบางอย่างพร้อมใช้งานออนไลน์สำหรับทำการคำนวณเหล่านี้ นอกจากนี้คุณอาจจะดูที่หน้าโครงการของผู้ชายคนนี้: ติดตามแม่เหล็กไฟฟ้ามาเปิดใช้ OpenIGTLink

นี่อาจไม่ใช่ระบบที่คุณกำลังมองหาเนื่องจากมันค่อนข้างซับซ้อนและให้ข้อมูลมากกว่าที่คุณต้องการ อย่างไรก็ตามอัลกอริทึมที่ง่ายกว่านั้นสามารถใช้ซึ่งเพิ่งให้ระยะทางกับคุณ

บริษัท ที่ชื่อว่า Sixense สร้างคอนโทรลเลอร์สำหรับเล่นเกมโดยมีเซ็นเซอร์ 6DOF อยู่ภายใน ฉันไม่รู้ว่าจะง่ายเพียงใดในการรวมเทคโนโลยีนี้เข้ากับโครงการของคุณ

ปรับปรุง:

ตอนนี้ฉันรู้ว่าแอปพลิเคชันของคุณคืออะไรฉันได้คิดถึงแอปพลิเคชันที่คล้ายกันมาก ข้อเสนอแนะของฉันจะเป็นเช่นนี้:

ใช้วิธีการขดสามมุมฉาก ทั้งแม่และเด็กมีชุดคอยส์ เด็กจะเป็นเครื่องส่งสัญญาณ ทุกๆสองสามวินาทีโมดูลลูกจะส่งสนามแม่เหล็กความถี่เสียงในแต่ละขดลวดตามลำดับ โมดูลแม่จะวัดความกว้างของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในขดลวดของมัน หากแอมพลิจูดต่ำเกินไปหรือหากไม่ได้ยินสัญญาณเกินสองสามวินาทีแสดงว่าเสียงปลุกดังขึ้น

คุณอาจพิจารณาทำแอพพลิเคชั่นนี้ด้วย Bluetooth ตลาดเป็นปัจจัยขับเคลื่อนมากกว่าเทคโนโลยี ให้ฉันอธิบาย:

• BT จะถูกลงและใช้งานง่ายขึ้น
• แอพนี้ดีกว่าแอพอื่น ๆ แบบไร้สาย (เสียง, แสงและอื่น ๆ ) เนื่องจากการเคลื่อนไหวของเด็กจะไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบไร้สาย
• โทรศัพท์ทุกรุ่นมาพร้อมกับ BT เพื่อให้คุณกำจัดอุปกรณ์รองที่พ่อแม่ต้องพกติดตัวแอพในโทรศัพท์อาจเพิ่มคุณค่าให้มากขึ้นในแบบที่ฉันยังไม่เคยคิด แต่มันอยู่ที่นั่น

ในแง่ของการใช้งานด้านเทคนิค:

• ฉันจะสร้างอุปกรณ์ BT ที่มีกำลังขับที่สามารถควบคุมได้ การใช้ SPP หรือสิ่งที่คล้ายกันฉันสามารถตั้งโปรแกรมกำลังขับที่ต้องการและสามารถควบคุมระยะทางได้

• ประสิทธิภาพในร่มและกลางแจ้งจะแตกต่างกันมาก แต่คุณสามารถใช้โทรศัพท์เพื่อตรวจสอบว่าคุณอยู่ในอาคาร (ใช้ GPS หรือขาดมัน) และทำการปรับเปลี่ยนที่จำเป็น

คุณต้องทำการทดลองมากมายเพื่อให้งานนี้ 100% (แม้ในบางกรณีมันจะไม่ทำงานได้ดี) แต่ลางสังหรณ์ของฉันคือมันจะดีพอ

TI มี IC (CC240 หรืออะไรทำนองนั้นโปรดดูเว็บไซต์ TI) ที่รองรับ BT low energy (BTLE) ด้วย 8 bit uC ด้วยการเขียนโปรแกรมที่ดีและการออกแบบฮาร์ดแวร์ที่เหมาะสมคุณสามารถทำให้ขนาดคีย์ fob (ขนาดที่ธนาคารใช้) น้อยกว่า 10 $ (มันจะไม่รองรับ BT แต่เป็น BTLE) ซึ่งชาร์จผ่าน USB และมีแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้หนึ่งสัปดาห์

ฉันไม่รู้จักแอปพลิเคชันของคุณ แต่อุปกรณ์ที่สามารถวัดระยะทางได้อย่างแม่นยำนั้นเป็นตัวค้นหาช่วงเสียงเช่นอุปกรณ์ตระกูล Maxbotics LV-MaxSonar-EZ มีเอาต์พุตทั้งแบบดิจิตอลและอนาล็อกและสามารถแก้ปัญหาได้ไม่เกินหนึ่งนิ้ว มันจะต้องการให้หนึ่งหรือทั้งสองคนมีอุปกรณ์ในพวกเขาอย่างไรก็ตาม

มันเป็นความคิดที่ดี. อันที่จริงฉันคิดว่าครั้งแรกที่ฉันได้ยินว่ามันเป็น 25 ปีที่ผ่านมา :-) และอาจมีอยู่ก่อน

ในวงกว้างฉันสามารถคิดถึงวิธีการวัดระยะทางได้สองวิธี (ระหว่างจุดสองจุดดังนั้นให้ละเว้นการวิเคราะห์ตำแหน่ง) การวัดเวลาการเดินทางและระยะทางที่ได้มาโดยการรู้ความเร็วหรือการวัดกำลังไฟฟ้าตกและระยะทางที่ได้มาโดยการรู้พลังงานต้นทาง ผู้คนใช้แสงเสียง (เสียงและอัลตร้าซาวด์) และ RF ในอุปกรณ์วัดต่าง ๆ

ฉันไม่ต้องการกีดกันคุณ แต่ฉันจะชี้ให้เห็นถึงแหล่งที่มาของความซับซ้อน:

• การรบกวน - เกิดอะไรขึ้นเมื่อคนจำนวนมากใช้อุปกรณ์ของคุณอยู่ในพื้นที่เดียวกันอุปกรณ์จะต้องไม่รบกวนซึ่งกันและกัน
• แนวสายตา - เกิดอะไรขึ้นเมื่อไม่มีแนวสายตาเช่นฝูงชน, ข้างใน, หลังชั้นวางซุปเปอร์มาร์เก็ต, ฯลฯ ระยะการวัดอาจซับซ้อนมาก GPS จะไม่ทำงานในสถานการณ์ที่คุณไม่มีสัญญาณดาวเทียม
• ข้อกังวลด้านกฎระเบียบ

หากคุณสร้างมันขึ้นบนอุปกรณ์อื่น ๆ เช่นโทรศัพท์ปัญหาเหล่านี้บางส่วนจะได้รับการแก้ไขให้กับคุณ นอกเหนือจากโทรศัพท์ฉันไม่สามารถนึกถึงโซลูชันที่สมบูรณ์แบบได้

มิฉะนั้นทางเลือกของเทคโนโลยีขึ้นอยู่กับเป้าหมายราคาปริมาณการผลิตความแม่นยำที่ต้องการและข้อกำหนดอื่น ๆ มันยากที่จะให้คำตอบทั่วไป ความคิดแรกของฉันคือดูที่การใช้ RF และการวัดเวลาไปกลับบางทีคุณสามารถนำส่วนประกอบบางอย่างกลับมาใช้ใหม่ได้จากตัวค้นหาช่วงเลเซอร์และ / หรือโทรศัพท์มือถือไร้สาย ความยากลำบากคือคุณต้องรับมือกับความเร็วแสงดังนั้นคุณต้องใช้เวลาค่อนข้างดี

ฉันได้พิจารณาถึงขีด จำกัด ของการวิเคราะห์สามเหลี่ยมสำหรับการใช้งานที่คล้ายกัน ฉันเขียนวิทยานิพนธ์ปริญญาโทของฉันเกี่ยวกับbeamformingซึ่งเป็นวิธีที่ใช้ในการกำหนดทิศทางด้วยชุดเซ็นเซอร์คงที่ ฉันทำงานกับการค้นหาทิศทางสำหรับเสียงต่อเนื่องเช่นเครื่องยนต์รถยนต์ แต่นั่นอาจไม่จำเป็นในกรณีนี้ Beamforming ทำงานได้ค่อนข้างดีกับสัญญาณอิมพัลส์เพียงแค่วัดความแตกต่างในเวลาที่มาถึงที่เซ็นเซอร์ต่าง ๆ บนโหนด ทราบการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของเซ็นเซอร์สามารถคำนวณทิศทางของแหล่งกำเนิดได้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์ทั้งหมดของคุณสำหรับโหนดที่ระบุไม่ได้อยู่ในระนาบเดียวและคุณยังสามารถรับสัญญาณทิศทางแบบ 3 มิติได้ หากคุณมีโหนดเซ็นเซอร์ที่แยกจากกันหลายจุดที่ตำแหน่งที่รู้จักการหาตำแหน่งของแหล่งที่มานั้นเป็นเรื่องเล็กน้อย ระบบทำงานได้ดีมากสำหรับการกำหนดตำแหน่งของพลซุ่มยิง ดังนั้นถ้าลูกของคุณกำลังยิงไรเฟิลซุ่มยิงในเขตที่จัดเซ็นเซอร์ไว้ให้แก้ไขปัญหา! แม้ว่าฉันจะไม่รับประกันเกี่ยวกับปัญหาอื่น ๆ ที่อาจสร้างขึ้น

ขีด จำกัด คือโหนดใด ๆ สามารถคำนวณทิศทางของแหล่งที่มาได้เท่านั้นโดยสัมพันธ์กับจุดกำเนิด อย่างไรก็ตามเนื่องจากแต่ละโหนดมีเซ็นเซอร์หลายตัวมันจึงสามารถทำการคำนวณซ้ำ ๆ ได้โดยใช้เซ็นเซอร์แต่ละตัวบนโหนดเป็นจุดกำเนิด สี่เซ็นเซอร์สี่ทิศทาง ในโลกที่สมบูรณ์แบบนั่นเป็นข้อมูลที่มากพอที่จะระบุตำแหน่งในสามพื้นที่ แนบอุปกรณ์กับลูกของคุณที่ปล่อยสัญญาณแรงกระตุ้นที่เป็นเอกลักษณ์ทุก ๆ ครั้งออกแบบโหนดเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมและคุณควรปราศจากบ้าน

แต่คุณจะได้รับความสนุกสนาน สัญญาณประเภทใด โหนดเซ็นเซอร์มีลักษณะอย่างไร หากคุณใช้การแผ่รังสี EM เป็นสัญญาณของคุณคุณจะต้องมีเวลาที่แม่นยำในการส่งสัญญาณหรือระยะห่างที่กว้างมากของเซ็นเซอร์หรือทั้งสองอย่าง เนื่องจากคุณต้องการพกพามันอาจจะไม่ใช่ประโยชน์ ความแตกต่างในเวลาที่เดินทางมาถึงจะต่ำกว่าครึ่งนาโนวินาที! ฉันจะพิจารณาเสียง ง่ายกว่าที่จะมาถึงเวลาครั้งนั้น ให้เด็กพกอุปกรณ์ที่ปล่อยคลื่นอัลตราโซนิกเป็นครั้งคราวพูดชีพจร 10 uS 100 kHz ทุกวินาที สูงพอที่มนุษย์และสัตว์ส่วนใหญ่จะไม่สามารถได้ยินได้ คุณมีไมโครโฟนจำนวนมากที่มีตัวกรองเสียงสูงผ่านสายเชื่อมต่อกับไมโครโปรเซสเซอร์ที่เหมาะสมหรือ FPGA เพื่อรันการคำนวณแบบคานและการหารูปสามเหลี่ยม

ทีนี้สิ่งนี้ใช้ได้กับทฤษฎีทั้งหมด ในทางปฏิบัติความแปรปรวนของความเร็วเสียงอัตราการสุ่มตัวอย่าง ฯลฯ จะทำให้เกิดข้อผิดพลาด มีข้อผิดพลาดเท่าใดฉันไม่ได้นั่งคำนวณ ฉันสงสัยว่ามันผลักดันขีด จำกัด ของสิ่งที่ชนิดนี้สามารถทำงานได้ดี อย่างไรก็ตามมันจะมีราคาถูกมากอาจปลอดสิทธิบัตรและหลีกเลี่ยงปัญหาใด ๆ กับการอนุญาตให้ใช้คลื่นความถี่ EM

ไม่แน่ใจว่ามีใบอนุญาตให้ใช้คลื่นเสียงหรือไม่ ...

แอปพลิเคชันของคุณเหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบช่วงกว้างพิเศษ (UWB) ที่ผลิตโดยผู้ผลิตเช่น:

• Bespoon
• Decawave

ผู้ผลิตทั้งสองจำหน่ายชุดการประเมินผล พวกเขายังขายโมดูลบางตัวที่มีเสาอากาศในตัวซึ่งง่ายต่อการรวมเข้ากับผลิตภัณฑ์มากกว่าชิปของพวกเขา (แต่จบลงด้วยการเสียค่าใช้จ่ายมากขึ้น)

ระบบเหล่านั้นทำงานโดยการวัดเวลาบินของสัญญาณวิทยุพัลซิ่งระหว่าง "ผู้ซักถาม" และ "แท็ก" (ผู้ผลิตแต่ละรายใช้คำศัพท์ต่างกัน) พวกเขามีความแม่นยำและเชื่อถือได้มากกว่าทุกสิ่งที่ใช้พลังของสัญญาณที่ได้รับ (โดยทั่วไปแล้วโซลูชั่นที่หลากหลายทั้งหมดที่ใช้ Wifi หรือ Bluetooth) ในระยะสั้นความแม่นยำอาจอยู่ที่ประมาณ 1 เซ็นติเมตรซึ่งจะลดลงในระยะที่ยาวขึ้น ช่วงสามารถอยู่ที่ 20-70 ม. โดยเฉพาะในการตั้งค่า "ง่าย" เช่นสวนสาธารณะกลางแจ้ง

เช่นเดียวกับระบบ RF ทุกอย่างการแลกเปลี่ยนและความจริงที่ว่าเทคโนโลยีสามารถเข้าถึงความแม่นยำสูงหรือระยะยาวไม่ได้หมายความว่ามันจะมีงบประมาณใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยและ / หรือเสาอากาศขนาดกะทัดรัดที่เหมาะสมที่สุด

GPS เป็นตัวเลือก แต่ความแม่นยำอาจไม่ดีเมื่อเสาอากาศไม่มีมุมมองที่ดีของท้องฟ้า (เช่นที่ด้านล่างของกระเป๋ามีสิ่งของอยู่ด้านบนหรือเมื่อถือไว้ในมือปิด) โมดูล GPS กำลังไฟต่ำขนาดกะทัดรัดบางรุ่นมีวางจำหน่ายในท้องตลาดคุณอาจต้องทำการประเมินเปรียบเทียบก่อนตัดสินใจใช้เทคโนโลยีเดียวหรืออย่างอื่น