Заказ закрыт
Определение координат точки в пространстве

Бюджет: 20 000 руб
Победители конкурса
1 место: Ро­ман Sam
3 место: победитель не выбран
Разработать концепцию и методику измерения для устройства, которое позволит решить следующую задачу: 

Создать источник(и) с излучателем(ями) и приемник(и) сигналов (А или Б), работающий таким образом, чтобы определить положение точки А в трехмерном пространстве на расстоянии L (без прямой видимости) относительно точки Б (начало координат) с точностью + 3 мм.

Условия задачи:

Б (0,0,0) <-----------L-------> А (x,y,z)

1. Излучатель (или несколько излучателей) любого (радио, ультразвук и пр.) источника сигнала (антенна). 
2. Приемник сигнала (или несколько приемников), настроенный на частоту источника.
3. Между излучателем и приемником есть препятствие (резина, кожа, пластик) толщиной около 5 мм без возможности прямой видимости. 
4. Точка А может быть встроена в корпус, размером с шариковую ручку и соединяться с управляющим блоком и источником питания по проводам.  

5. Наконечник точки А ограничен диаметром d = 6 мм.
6. Перемещение точки А относительно точки Б ограничено расстоянием L (0 – 2 м.).
7. Стоимость аппарата желательно должна составлять не более 50 тыс. руб. в опытном образце.
8. Должно быть наличие связи с компьютером и передача параметров на него. 

Основанием для выплаты премии будет являться предоставление следующих документов, достаточных для разработки опытного образца: 

- техническое задание на устройство (1-2 листа); 
- схема изготовления и сборки (в том числе возможна печать на 3Д принтере, достаточных для разработки опытного образца) (1 основной лист + листы отдельных деталей при необходимости); 
- схема электрических соединений (1-2 лист); 
- общее описание концепции (1 лист),
- желательно 3Д модель корпусных деталей для печати на принтере. 

Файлы можно выкладывать здесь (первенство будет определяться по дате), или присылать на почту konkurs@vselmash.ru 
Опубликован 03.02.2016 в 11:35

Конкурсные работы

  • Фрилансер [FEO_17]  

    03.02.2016 | 15:17
    Здравствуйте! Готов взяться за разработку вашего интересного проекта. Как с вами связаться, чтобы обсудить детали?
    Мой номер 89265616690
    скайп feo_busa
    почта av.feo@mail.ru
  • Александр Козлов  

    11.02.2016 | 20:01 обновлено: 18.02 2016 | 18:16
    Добавил предложение.

    Какое пространство доступно для приёмника? Скажем, приёмник должен находиться обязательно в точке Б и иметь размеры не более XxYxZ, а точка А может находиться в любом направлении (сверху, снизу, справа...) от него? Или возможно, например, поместить приёмник в другое место, а точка А будет перемещаться в том же объёме, вокруг точки Б, но в небольшом телесному углу относительно приёмника?
    Просто, не очень понятно – если приёмник в точке Б, а расстояние от А до Б начинается от 0 м, то размере приёмника получается нулевым.
    • Добавлено 18.02.2016 в 18:16
      f_68656c5df8d67c83.pdf
      pdf 198.71 Кб  
    • Добавлено 18.02.2016 в 18:16
      Определение координат точки в пространстве - фото 1
    • Добавлено 18.02.2016 в 18:16
      Определение координат точки в пространстве - фото 2
    • Алексей Иванов   

      12.02.2016 | 12:27  

      Как планшетный сканер формата А3 – размеры примерно такие и форма. Что-то одно должно быть стационарно. Измерительный щуп (точка А или Б) на проводах и перемещается в пространстве. На платформу ставим пластиковый стакан и помещаем в него щуп в любую точку в стакане. Вот от конца щупа и нужно мерить расстояние до начала координат. Как-то так.

      • Александр Козлов   

        13.02.2016 | 15:18  

        Вот, уже более конкретно. И судя по актуальности предложения Романа Sam препятствия без возможности прямой видимости всё-таки нет?
        Пластиковый стакан пустой? Имеются ли большие металлические/железные подвижные или неподвижные детали поблизости? Щуп перемещается вручную (его держит оператор) или механически/автоматизировано?

        • Алексей Иванов   

          15.02.2016 | 14:25  

          Щуп на проводах держит оператор. Стакан – это пример. Может быть башмак, кожаная сумка и т.п. – пряжки и застежки металлические будут.
          Идеал – encyclopedia2.thefreedict...

          • Александр Козлов   

            15.02.2016 | 20:06  

            Ок. А что мешает купить этот прибор? Или Вы собираетесь заняться разработкой и выпуском аналогичного? Так давайте для начала этот прибор и повторим. Как он работает, я могу объяснить – я не зря спрашивал про металлические предметы. Ссылок на патенты на сайте производителя я не нашёл – видимо, принцип запатентован давно, и срок патента уже истёк. Но на всякий случай нужно поискать.
            Если объяснения действительно потребуются, я опишу всё подробно. И это можно будет считать конкурсной работой. Тем более, что комплектующие для такого макета с большим запасом укладываются в предложенную стоимость аппарата.

            • Алексей Иванов   

              17.02.2016 | 12:04  

              А негде его купить. И нам нужна будет доработка, хоть и небольшая. Железных БОЛЬШИХ предметов не будет. Поставили посреди кабинета и работаем. В обычном офисном кабинете особо ничего большого железного нет, кроме холодильника. НО... Главная задача – это координаты точки в ЗАКРЫТОМ пространстве. В прямой видимости – это обычный лазерный сканер или дальномер. А получить координаты точки в ботинке, в месте, где например большой палец упирается в стельку – вот это проблема. Если можете объяснить и еще и повторить – это сразу победа и дальнейший контракт. Напишите мне в скайп – mas1-vsm или в почту – mas1@vselmash.ru

  • Фрилансер [FHL2]  

    11.02.2016 | 22:06
         Для решения задачи в зонде (точке А) предлагаю использовать 3-х осевой гироскоп и 3-х осевой акселерометр MPU-6050. Эта микросхема MEMS позволяет измерять линейные и угловые ускорения зонда (около 1000 измерений в секунду). Далее данные об ускорениях передаются в микропроцессор, который выполняет двойное интегрирование по 6-ти осям и восстанавливает координаты зонда X, Y, Z и его ориентацию в пространстве. Кратко о принципе работы можно прочитать здесь ru.wikipedia.org/wiki/%D0... , подробно здесь kafpson.kpi.ua/bins1.pdf .

         О недостатках:
         1. Т.к. используемая микросхема MEMS дешевая, то она обладает большими ошибками измерения ускорений, что после интегрирования означает временнОй уход координат, даже если зонд абсолютно неподвижен. Решается подкалибровкой зонда между измерениями. На практике выглядит как помещение зонда в три заранее определенные парковочные зоны (точки) с известными координатами и ориентацией, затем рабочие измерения положения точки А, через несколько минут повторение процедуры парковки. Интервал калибровки будет определяться необходимой точностью измерения.
         2. В случае неинерциального движения точки Б, ее ускоренного движения, вращения или вибрации, будет заметная ошибка в расчете положения. Решается помещением второй микросхемы MEMS в точку Б и учетом ее движения в пространстве.
         3. Зонд должен перемещаться достаточно плавно, например, рукой оператора. Если же он будет испытывать удары, например падать со стола на пол, то в определении высоты возникнет ошибка. Решается установкой платы микросхемы MEMS в амортизирующем подвесе, что усложнит конструкцию зонда.

         В качестве прототипа можно использовать плату для Arduino, выпускаемую OLIMEX, MOD-MPU6050, подробнее www.chipdip.ru/product/mo... . Ее размер вместе с коммуникационным разъемом составляет  20х9х29 мм (ШхВхГ). Таким образом диаметр тела ручки составит 24 ... 25 мм, минимальная длина примерно 50 мм, и с одной стороны (любой) должен быть жестко закреплен наконечник, который будет нажимать кнопку в зоне парковки, фиксируя положение зонда в пространстве.
         Для сбора данных, выполнения расчетов и отображения информации можно использовать плату STM32F429I-DISCO, www.chipdip.ru/product/st... .
         В качестве источника питания использовать зарядное устройство USB 5В, 2А.

         На этом этапе работы надо решить принципиальные вопросы:
    1. Приемлема ли ситуация с периодической калибровкой;
    2. Возможно ли создать 3 парковочных зоны, есть ли для них место;
    3. Приемлемы ли габариты зонда для прототипа, либо нужно будет изготавливать свою плату, возможно уменьшение диаметра ручки до ~8 мм;
    4. Определить в задании точность и условия измерения (на подвижной платформе, диапазон температуры)
    5. Решить организационные вопросы
    • Алексей Иванов   

      17.02.2016 | 16:01  

      С гироскопами мы пробовали – там конечно точность никакая. Постоянная калибровка тоже не приемлема. Ардуину можно вынести на пределы ручки. Одна точка (А или Б) стационарна. Двигается только другая точка.

  • Роман Sam  

    12.02.2016 | 03:58
    Здравствуйте, высылаю описание.
    С уважением,
    Роман.
    • Добавлено 12.02.2016 в 03:58
      f_33456bd2c8b959cb.docx
      docx 808.31 Кб  
    • Алексей Иванов   

      12.02.2016 | 12:21  

      Спасибо Роман. Актуально, анализируем.