2-D датчик положения шарика на качающейся плоскости

[jelsay]

Нужно сделать стенд для изучения "нечёткой логики" отличный от классического обратного маятника.

Было предложено сделать качающийся вокруг 2-х осей стол на который положить свободно катающийся объект - шарик для настольного тенниса
Проблем с изготовлением стола не возникло - два ШД задают текущие углы наклона стола, а вот с разработкой датчиков положения шарика возникли сложности - либо измерительная система получается чрезвычайно сложной либо неточной

предварительно:
на 500х500 мм столе необходимо отслеживать положение шарика с точностью +-2мм (или даже -+5мм) не менее 10 раз в секунду

сейчас пока склоняюсь к 4-м ИК-локаторам измеряющих интенсивность отраженного сигнала размещённых по углам стола, но прежде чем городить огород хотелось бы выслушать другие варианты.

прототип ИК локатора я взял с сайта Шабронова Андрея Анатольевича, а именно: http://www.irs.ru/~shabr/Publikac/lk_lpt.zip (130 кБ)


С уважением - Jelsay

[Falconist]

А что - обязательно нужен именно шарик? Припоминаю, лет эдак 15 тому назад мне тоже был нужен 2D датчик положения, так я его слепил из шариковой компьютерной мыши (тогда были только такие). Возьмите не шарик, а сделайте 3-х "шароколесный велосипед" (3 точки опоры), в середину прикрепите датчик от оптической мыши - и будет Вам счастье... И даже с выходом на компьютер. Конечно, это только один из множества вариантов, но зато - простой, как угол дома!..

Другой вариант - тачпед от ноутбука (правда, размеры маловаты, но в принципе, модель может быть любых размеров - не 50х50 см, а 5х5 см, а шарик не теннисный, а от шарикоподшипника сответствующего размера).

Третий вариант - сенсорный экран монитора (применяются, например, в банкоматах) - не думаю, что будет такая сложность достать. Положить его на горизонтально стол - и опять же, вход прямо в компьютер.

[jelsay]

А что - обязательно нужен именно шарик?

желательно именно шарик и именно от настольного тенниса - поскольку предполагается вносить возмущение в положение шарика с помощью "генератора порывистого ветра" - вентилятора с гибкой пластиной.

сенсорный монитор - это конечно хорошо..
мне даже на iXBT.com камеру предложили - но такие решения немного дорогостоящие для курсовой, да и не хочется студенту лишним забивать голову - у него задача своя - изготовить стенд и отработать на нём новый, предположительно интересный алгоритм.

[um]

я склоняюсь к варианту с веб-камерой.
тем более, в винде можно картинку содрать с любой подключенной камеры.

если стол покрасить в черный цвет, а шарик оставить белым (или взять другие цвета, но обеспечить высокий контраст), то обработка на пк сведется к пороговому обнаружению. а центр у круга найти несложно (например, (x_лев + x_прав)/2, то же и для y).

скорее всего устроит разрешение 320x240 хотя и 640х480 должно при таком алгоритме обрабатываться быстро (на соответствующей технике

[zelanez]

Поверхность шарика сделать электропроводящей.
И сделать печатную плату размером 500 мм с 2D-матрицей проводников с шагом 1-5 мм можно даже с помощью ЛУТ. Шарик катается и замыкает дорожки. Получить код положения шарика в такой системе просто и очень дёшево с помощью простой логики.
А воздействовать на шарик можно не только потоком воздуха, а, например, магнитным полем.
А ещё есть смысл поискать на форумах по роботехнике. У них подобные задачи очень активно решаются.

[um]

рисунок 2д матрицы в студию