重写了一下计算位置解方程的代码,目前距离能测出来,但是位置解不出来,方程组无解。
数据编号:20210717_213221
实验记录0716
收发压电陶瓷之间的初始距离校准。(0距离,ni一次开关机之内)
第一次:
第二次:
第三次:
第四次:
第五次:
重启ni
第一次:
第二次:(改为4位小数)20210716_183142
第三次:20210716_183419
第四次:20210716_183719
0.0690 0.0697 0.0599 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1098 0.0669 0.0582 \n
第五次:20210716_184007
0.0609 0.0699 0.0605 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0844 0.0583 0.0340 \n
第六次:20210716_184252
0.0607 0.0693 0.0605 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1125 0.0582 0.0250 \n
第七次:20210716_184453
0.0689 0.0698 0.0606 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1097 0.0685 0.0532 \n
第八次:20210716_184719
0.0688 0.0691 0.0593 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1267 0.0680 0.0524 \n
第九次:20210716_184812
0.0688 0.0695 0.0607 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1267 0.0680 0.0356 \n
第十次:20210716_184924
0.0691 0.0694 0.0608 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1279 0.0689 0.0441 \n
基本都保持在0.069 0.069 0.060这个值附近
重启ni
第一次:20210518_193646
0.0691 0.0689 0.0608 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1098 0.0350 0.0341 \n
第二次:20210716_185353
0.0611 0.0691 0.0606 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1023 0.0606 0.0344 \n
第三次:20210716_185537
0.0695 0.0693 0.0605 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1035 0.0667 0.0413 \n
第四次:20210716_185756
0.0692 0.0693 0.0603 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1199 0.0621 0.0443 \n
第五次:20210716_185928
0.0692 0.0694 0.0604 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.1114 0.0677 0.0431 \n
基本也都保持在0.069 0.069 0.060这个值附近,不过会出现跳一个波长的问题,所以很可能这三个接收端的数值也是一样的,因为0.069和0.060也刚好差不多差了一个波长。
所以只要保证设备(包括ni,线,电脑等)不变,这个初始校准距离很可能是个定值,如果是这样的话,那么就能保证对于一套设备只需要一开始做一次校准即可,之后的使用都不需要重新校准了。
重启ni
第一次:20210716_190345
0.0691 0.0692 0.0525 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0848 1.8292 2.0417 \n
第二次:20210716_202732
0.0690 0.0689 0.0606 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0678 0.0678 2.0502 \n
第三次:20210716_202822
0.0687 0.0690 0.0607 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 1.5989 1.8281 0.0274 \n
换成长线(1m->3m)
第四次:20210716_202911
0.0688 0.0691 0.0605 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0765 0.0344 2.0525 \n
第五次:20210716_203059
0.0687 0.0694 0.0606 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0754 1.8191 100.0000 \n
结论:线的长度影响不大
开始测量右边三个接收端(ai4 ai5 ai6)
第六次:20210716_203540
1.1691 100.0000 0.7213 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0759 0.0265 0.0695 \n
第七次:20210716_20375
1.0651 100.0000 0.6266 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0778 0.0687 0.0758 \n
第八次:20210716_204044
1.0719 100.0000 0.6267 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0774 0.0609 0.0754 \n
第九次:20210716_204213
1.0636 100.0000 0.6348 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0778 0.0694 0.0757 \n
第十次:20210716_204339
1.0711 100.0000 0.6345 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0764 0.0607 0.0696 \n
第十一次:20210716_204513
1.0749 100.0000 0.6256 100.0000 100.0000 100.0000 \n100.0000 100.0000 100.0000 0.0695 0.0692 0.0773 \n
右边三个接收端的初始校准距离大概是0.077 0.069 0.075左右
实验记录0715
今天主要在623会议室部署了一下实验环境。在相距大概4m的两面墙上各贴了3个接收端,间距30cm。
用耳机上的两个发射端测试了一下,感觉距离在1m~1.5m左右效果更好一点,这两面墙的间距可能稍微大了一点儿,有的时候离得远的接收端信号不稳定。
实验记录0714
测了一下压电陶瓷超声信号的传播距离,两三米肯定是没什么问题,而且发现一个现象就是距离越远反而信号质量越高,即cir主峰更明显旁瓣更弱,感觉可能是因为多径的其他反射信号比较弱,距离远了这些反射信号衰减比较厉害,只留下直达径的信号。所以感觉可以把接收端的部署范围扩大一点,没必要只安装在工位这么小的区域上,其实可以找个会议室安装地远一点。
目前的思路是在一个屋子内部署多个接收端,然后借鉴GPS卫星定位的思路,即确保每个发射端再任何位置都至少能和三个(或者四个?)接收端之间的直达径不被遮挡。
接下来要做的事:
- 找一个空会议室,目前感觉623可以。
- 在会议室内布置6个压电陶瓷接收端,目前好像只能给他粘到墙上,要是有架子什么的可能会好一点。
- 把两个压电陶瓷发射端粘到耳机上,先粘到耳机侧面试试。
- ni设备分配的时间是二四六白天和一三五晚上,所以上述部署好之后需要每次把ni和笔记本搬到623做实验。
实验记录0713
challenge:
- 多个接收端的固定问题。固定在哪里?可能需要一个架子。
- 实验开始之前需要初始化一个接收端和发射端的位置,这个可能需要每次都重新测量一下,但这样太麻烦了,而且要精确测量压电陶瓷在空间中的位置好像并不容易。
- 没有办法自动初始化的原因是,虽然接收端和发射端在同一个同源的设备上,但是还是存在一个偏差,就是即使把接收端和发射端贴到一起测得的距离也大概有0.07m左右。
- 从多个接收端中挑选三个信号比较好的来定位,即如何找出直达径没有被遮挡?肉眼可以通过观察cir图有没有明显的主峰来判断,但是让计算机去判断可能需要一个评判标准,比如最高峰与其他所有点的均值的比值等等。
- 用三个没有被遮挡的接收端的信号计算出三个距离来解算出两个发射端的位置,两个发射端的位置只代表了人双耳的位置,怎么用这两个坐标的追踪完成对头部运动的追踪。如果假定身子不动的话,那么只能完成三个自由度,即旋转、俯仰和倾斜,然而实际上人不可能保持身体完全不动。那么如何只用两个点完成六个自由度的追踪呢?