¡He estado buscando en la web la tecnología del "Seguimiento de la posición electromagnética 1 " y he descubierto que la web es sorprendentemente ineficaz!
Acabo de llegar con algunos conceptos preliminares y básicos que siguen. Hay una "fuente" que emite un Campo Electromagnético utilizando unas bobinas. Hay sensores 2 que detectan algunas características del Campo Electromagnético. Las dos partes están conectadas de alguna manera a una unidad central de gestión (la Unidad de Electrónica del Sistema, la SEU). La información detectada por los sensores se utilizará para deducir la posición de un sensor en el espacio 3D.
Las dificultades a las que me enfrento están relacionadas con la física y las partes lógicas detrás del sistema, y no con las preocupaciones del software.
¿Cómo funciona la "fuente"?
¿Qué características del campo electromagnético detectan los sensores y, lo que es más importante, cómo lo hacen?
¿Cuál es la metodología fundamental (por ejemplo, tiempo de vuelo ) que implementa la SEU para el reconocimiento posicional y cómo funciona?
Para resumir, supongamos que deseo profundamente recrear un sistema de seguimiento de posición electromagnética mortalmente simple. ¿Cómo puedo armar una artesanía hecha a mano de la tecnología usando lo esencial? ¿Como hacer eso?
Tengo un profundo deseo de saber, así que por favor ayúdame :)
Hay varias categorías de tecnología que pueden hacer este tipo de cosas (y tenga en cuenta que hay una propiedad intelectual considerable involucrada):
Detección de campo cercano: la unidad de envío es un transmisor simple. Un receptor mide la fase del campo magnético al campo eléctrico. Cuanto más cerca estén en fase, más alejados estarán los radios. A partir de esto, podemos dibujar esferas huecas alrededor de una radio que indiquen las posibles posiciones de la otra radio. La intersección de múltiples esferas nos dice la posición de la radio en cuestión.
Tiempo absoluto de vuelo (hora de llegada o TOA): dado el tiempo absoluto de transmisión y de recepción entre múltiples radios, podemos dibujar esferas huecas alrededor de ciertas radios que indican la distancia de la radio en cuestión a esa radio. La intersección de múltiples esferas nos dice la posición de la radio en cuestión.
Tiempo relativo de vuelo (diferencia horaria de llegada, o TDOA): si no sabemos el tiempo exacto de transmisión, pero los receptores conocen el tiempo exacto de recepción (o viceversa), entonces si varios receptores escucharon la misma transmisión, para cada par de receptores podemos dibujar una hoja hiperboloide indicando las posibles posiciones de la radio en cuestión. La intersección de varias hojas de hiperboloides es la posición de la radio.
La tecnología fue iniciada por Polhemus en la década de 1970 y fue avanzada por Ascension Technology (fundada por un par de ex empleados de Polhemus en la década de 1990). En la forma más simple, la "fuente" es esencialmente un electroimán de 3 ejes (XYZ), cada uno de los cuales produce un campo dipolar. El receptor es un sensor magnético de 3 ejes (XYZ).
En el sistema Polhemus original, el sensor es otro (más pequeño) conjunto de bobinas ortogonales de 3 ejes, y cada eje fuente se activa a una frecuencia diferente, normalmente en el rango de 5-50 kHz.
El sistema de Ascension usó lo que llamaron un arreglo de "CC conmutada", donde los ejes de fuente X, Y, Z se energizaron secuencialmente en el tiempo (ciclando a través de X, Y, Z 40-50 veces / segundo), y usó "DC- sensores de campo magnético "sensibles" basados en puertas de flujo, en lugar de bobinas.
De cualquier manera, el sistema receptor determina la magnitud y la polaridad de la señal de cada uno de los ejes fuente XYZ en cada uno de los (llamémoslos) ejes receptores UVW. Conociendo las ecuaciones físicas para la magnitud y la dirección de un campo magnético dipolar, en principio puede hacer algunas operaciones matemáticas para determinar la posición y orientación de 6DoF. Para 2D, las matemáticas no son tan malas, ¡pero para 3D se vuelve bastante complicado! Determinar solo la distancia absoluta (distancia radial) entre la fuente y el sensor resulta increíblemente fácil, utilizando Pitágoras en todos los componentes recibidos.
La intensidad de la señal del campo magnético recibido es proporcional a 1/distancia al cubo, por lo que es inherentemente una técnica de corto alcance.
No hay detección de campo eléctrico. Solo piensa en "electroimán".
La tecnología se ha utilizado para el seguimiento de movimiento para el seguimiento de la cabeza de un piloto militar, juegos inmersivos, controladores manuales ( Sixense/Razer Hydra ) y seguimiento médico de agujas/catéteres durante la cirugía. Ahora también se usa en autos de alta gama para rastrear la ubicación de un dongle de llavero inalámbrico dentro o inmediatamente fuera del auto, entrada/arranque sin llave, etc.
¡Es una aplicación brillante de algo de física básica!
buenUsuario