测量约束到XY平面的对象的2D位置的想法

我正在做一个项目，现在出现了一个方面，我想在2D平面上测量（连续跟踪）对象的X和Y位置。对象由人移动，对象的移动限制在2D平面上（因此没有Z轴位移）。

限制条件：

• 我希望测得的位置分辨率为1毫米，理想情况下为0.5毫米或更高。
• 对象移动的空间为30厘米X 30厘米。
• 无论我使用哪种测量方法，都不应显着限制物体的移动。
• 另外，请仅假设物体在其上移动的平面是空气，而不是实际的固体表面（由于难以具体说明的项目特定原因）。
• 好消息是：该对象完全可以根据需要进行修改（顶部为LED，或为字符串附件，或其他任何东西）。

获得这种分辨率的方法可能是什么？

我正在考虑各种方法，但是我不知道它们中的任何一个是否能够满足分辨率要求。由于我的现有系统没有太多限制，因此即使复杂/庞大的实现也可以，只要足够精确即可。

到目前为止，这是我的一些想法：

（1）基于红外的距离传感器（实际上只需要两个）

（2）从物体到侧面的两个长卡尺/千分尺

（3）两根弦，每根弦都从物体连接到侧面的自由弯曲应变计叶片

想法4：这将为您提供最佳准确性。您将需要以下内容：

• 2x精密线性滑轨。
• 2x精密线性编码器。
• 2个金属连杆。

将线性编码器安装到每个线性滑块上。将两个滑片间隔90º排列，然后使用连杆将物体固定到滑片上。这样的线性编码器可用于精密测量应用。使用此方法，您可以轻松实现0.01mm的分辨率和0.1mm的精度，并且可能会做得更好。

想法3：使用相机。我不知道您对物体有什么约束，但是如果您可以添加一个微小的LED，那么用摄像头跟踪可能会让人感到困惑。

珍妮弗（Jennifer）在这里穿着一系列红色LED追踪器。非常适合使朋友眼花bed乱。

将LED同步以与相机的帧频同步闪烁，以便在LED点亮时获得一幅图像，而在LED熄灭时获得一幅图像。减去图像，然后将LED定位在图像中很简单。

或者，在骆驼上添加一个红外滤镜，在镜头周围添加红外LED，并在对象上放置一个回归反射标记。这应该比物体或周围环境明亮得多。

亚历克斯正在制作一些可取回的反光带，他的妈妈让他戴在包上。

想法1：使用两个弦电位器。

将它们排列成相距约90º，与正方形相距1m，以便物体移动，您可以测量物体与锅之间的距离。您可以使用一些三角函数来计算确切位置。我已经看到了这一点，并且效果很好。你能得到准确性吗？您应该执行以下操作：

• 排列锅的方式要使其使用范围的约80％。
• 用运算放大器跟随器（高质量精密运算放大器）缓冲来自电位计的信号。
• 使用高质量的12位ADC，并正确布局PCB。
• 使系统机械稳固且坚固。
• 确保琴弦从一个小孔出来。

这样，您可能期望达到约3000步的ADC范围。这给您约0.1mm的分辨率。现在，要获得准确性。您需要仔细校准系统。在多个位置准确测量对象的位置，并将这些读数与测量值相关联。这很容易为您提供1mm的精度。

想法2：使用提升传感器。这些为您提供了6个自由度（X，Y，Z，滚动，俯仰，偏航），这远远超出了您的需求，并且可能有点贵，但这是一个可行的现成解决方案。

该系统由固定发射器和移动接收器组成。系统可以告诉您接收器相对于发射器的位置和方向。

精度指定为1.4mm，但是您可以通过仔细校准来提高精度。

想法5：数位笔和地址纸。

您可以获得这些惊人的笔，它们可以记录您写的所有内容。这些笔包含一个微型相机，可在您书写时看着纸。但是，它实际上不是在查看您放下的墨水，而是在纸上的小点图案。（您需要购买此特殊纸张，也可以打印）。

其中之一很容易就能满足您的规范。

我为此做了一个项目，六分法很好用，特别是在短距离内，但是它有盲点，在一定距离以下是行不通的。另外，如果您有更多的照明源，那将是错误的。测量的精度取决于所用摄像机的质量以及摄像机与光源之间的距离。

希望有帮助！

您所描述的实际上是数字化表或平板电脑。

当我为摄影测量原始设备制造商（OEM）工作时，我们的数字化平台大约为一平方米，然后（并且可能现在）由制图师使用。它们由玻璃台和细铜线组成，玻璃台以网格形式连接到桌子的背面; 以及包含电磁线圈的指示装置（十字准线）。

逻辑电路将沿X轴和Y轴的铜线发出电脉冲。这些脉冲将被线圈吸收，并由数字计数器处理，以计算指向设备精确到XY的位置，精确到百分之一英寸。

如果由于某种原因您不能在项目中使用定位设备，则可以尝试附加受电弓。