Sensor für Headtracker

Hallo hier im Forum,

bin neu hier und dachte das ich hier vieleicht eine Idee und Hilfe bekomme.
Ich würde mir gern einen Headtracker für dreidimesionale virtuelle Umgebungen selber bauen (weil für mich im Kauf zu teuer). Ich dachte daran, einen (oder zwei) Gyro(s) aus dem Modellbau zu nehmen und so die Kopfbewegung zu messen .
Aber:
Wie bekomme ich die Signale als Daten über (vorzugsweise) die serielle Schnittstelle in den PC. Die Daten dann auswerten und verarbeiten werde ich dank guter Programmierkenntnisse schaffen.
Falls ich mit den Gyros auf dem Holzweg bin, hat jemand vieleicht eine andere Idee wie dieses Vorhaben realisiert werden kann?

Vielen Dank.

Firestone

Die Gyros sind aber auch nicht gerade billig.
Vielleicht wäre aber dies hier irgendwie für diesen Zweck verwendbar:
http://www.pollin.de/shop/shop.php?c...a=NTUzOTgyOTk=

Gruß
m.artmann

hi,
dort steht aber "nur für DOS, WIN 3.11 und WIN 95". und damit scheiden ernst zu nehmende dreidimensionale Räume, die ich zu Tests mit resourcenhungrigen Werkzeugen erzeugen will, aus.
Des Weiteren funktioniert das (wenn ich nicht irre) über Infrarot und ist damit nicht wirklich unabhängig (durch einen Raum laufen). Was den Preis der Gyros angeht, relativiert sich das vor dem Hintergrund, dass ein guter gekaufter Headtracker ca.1000 Euronen kostet.
Ich hatte auch schon an was mechanisches (umgebaute Maus) gedacht aber mir fehlt noch eine richtige gute Idee.

Vielenn Dank.

Firestone

Hi firestone,

wenn du die Kopfbewegungen in allen drei Raumachsen sauber erfassen willst, empfehle ich dir zum Beispiel eine IMU von Rotomotion. Die Variante, die ich in meinem Hubschrauber und einem balancierenden 2-Rad Roboter nutze hat einen ATMega32 der die gemessenen Daten etwa alle 30ms per serielle Schnittstelle überträgt.

Näheres findest du hier:

http://www.rotomotion.com/prd_REV2.4.6DOFA.html

Hallo UlliC,

Zitat:

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Die Variante, die ich in meinem Hubschrauber und einem balancierenden 2-Rad Roboter nutze

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hast du Fotos, bzw. eine Webseite von dem Roboter?
Gruß, Michael

Zitat:

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hast du Fotos, bzw. eine Webseite von dem Roboter?

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Hi Michael,

Fotos vom Roboter gibt es in meiner gallery und unter UCBalBot im Album.

Die IMU von Robomotion hat keinen Kompass, damit würde ich mit einem Driften der Heading-Achse rechnen. Das reicht für Hubschrauber, aber für HMDs ist das eher störend. Ist mein Verdacht korrekt?
Da ich derzeit auch auf der Suche nach einem etwas preisgünstigeren Tracker als dem Inertia-Cube_II bin, wäre das hilfreich zu wissen... 5kEuronen für ein HMD ist schon teuer genug.

CU, Robin

hmm, die IMU von Rotomotion kostet auch ca.600 $, ist auch nicht gerade günstig...

Probier es mal hiermit, ist keine fertiglösung, aber vielleicht kommst du ja auf ideen...

http://www.sci-spot.com/Electronic/headmouse.htm

das ist ja im Grunde das gleiche wie m.artmann schon geschrieben hat und das kostet mit 10 Euronen weit weniger als ich es mit einer webcam herstellen könnte. Das Problem ist, dass man zu abhängig vom Winkel der Kamera ist. Ich kann mich also nicht im Raum drehen wie ich will...

vielen Dank und mfg

Dazu bräuchte man wohl mehrere Sender...
Die Webcam-Lösung hat ja den Nachteil, dass wenn man den Kopf zur Seite dreht und ihn dann schräg hält, die Anordung meint, man blicke nach oben. Löst dieses Joystick Union Reality UR-F98 Teil das Problem?

CU, Robin

Keine Ahnung, ich dachte an so eine Lösung wie, zwei Gyros aus dem Modelbau für ca. 50-80 Euro dann noch irgend was als Schnittstelle zum PC. Ich kenn mich mit den Gyros aber auch zu wenig aus.
Ich dachte auch schon an so etwas wie eine optische Maus nur mit mehr Reichweite (also statt des Maus-Pad die Wände des Zimmers) weiß aber nicht wie man das realisieren könnte...

mfg Fire

Prinzipielles Problem bei Gyros ist, dass sie nur WinkelGESCHWINDIGKEITEN messen. Um damit eine WinkelPOSITION zu bestimmen, muss man die Messwerte aufintegrieren. Da die Gyros aber kleine Fehler haben, integriert man diese mit auf und erhält nach kurzer Zeit und wenigen Bewegungen einen merklichen Winkelfehler.
Abhilfe schafft hier eigentlich nur ein System aus drei Beschleunigungssensoren zum Messen der Richtung zum Erdmittelpunkt, drei Gyros zum Beseitigen der Fehler durch Beschleunigungen und ein Kompass um eine absolute Orientierung zu erhalten.
Wird insgesamt relativ aufwändig.
Für die optische Maus gilt prinzipiell das Gleiche, auch sie integriert auf Dauer Fehler auf (kann man leicht ausprobieren: Maus auf Unterlage legen. Startposition markieren, einmal hin- und wieder zurückschieben => Mauszeiger woanders!).

CU, Robin

Die Probleme von Gyros lassen sich umgehen, wenn man zwei voneinabder unabhängig messende Sensoren miteinander verknüpfen kann.
Mit 3 Gyros für die Rotation um x, y, und z, 2 Neigungssensoren in der x- , y- Ebene und einem Komplementär- oder Kalman Filter müsste das Problem lösbar sein.
Ob für die Erfassung des Winkels um z ein Kompaß oder ein anderer Sensor besser geeignet ist, kann ich derzeit auch nicht abschätzen.

Welche Winkelgeschwindigkeiten und -genauigkeiten müssen denn erreicht werden ?

Im Bereich eines künstlich erzeugten homogenen magnetischen Wechselfeldes kann man mit einer Richtantenne (eine kleine Spule) die Abweichung von der Ausrichtung in Betrag und Richtung messen. (immerhin ohne Drift).

Beispielweise kann eine zylindrische Spule auf der Achse zwischen den Ohren angebracht werden (nicht in der Mitte :-s ), und die magnetischen Feldlinien laufen senkrecht auf das Gesicht (Nasenspitze) zu. Dann ist das Kopfschütteln in Betrag und Richtung messbar [-( . Die beiden anderen Rotationen Nicken und seitlich Wiegen bleiben ohne Auswirkung.

Für die vollständige Erfassung benötigt man 3 homogene Wechselfelder die in der Frequenz getrennt sein sollten. Der Aktionsradius ist dabei durch die endliche Ausdehnung der Felder begrenzt.

Nur mal so als Anregung zwischendurch. Gyros sind natürlich schöner aber ich denke wenn sie driften und man versucht die Drift für die Eingabe in dreidimensionale virtuelle Umgebungen auszugleichen kann man sich ganz schön den Hals verdrehen.
Manfred

Zitat:

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Gyros sind natürlich schöner aber ich denke wenn sie driften und man versucht die Drift für die Eingabe in dreidimensionale virtuelle Umgebungen auszugleichen kann man sich ganz schön den Hals verdrehen.
Manfred

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Hallo Manfred,

wenn man sich den Hals nicht verdrehen will, sollte man nicht den Arzt oder Apotheker fragen sondern z. B. ein Kalman Filter benutzen. Rezepte gibt es im Forum. ;-)
Spaß beiseite
Ich habe mir die Dinger mal angeschaut. Intersense setzt wohl 3 Gyros, 3 Beschleunigungssensoren und 3 Magnetometer ein. Und naturlich ein Kalman Filter.
Wenn das Teil tatsächlich über 1000 Euro kostet, werde ich mal meine Firma mit einer "neuen" Produktidee beglücken müssen.

Zitat:

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Ich habe mir die Dinger mal angeschaut. Intersense setzt wohl 3 Gyros, 3 Beschleunigungssensoren und 3 Magnetometer ein. Und naturlich ein Kalman Filter.

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War wohl doch irgendwie naheliegend den Nullpunkt magentisch festzuhalten.
Es ist vielleicht auch interessant, ab welcher Winkelgeschwindigkeit die Gyros zum tragen kommen.
Vielleicht kann man aus den Daten von Intersense etwas entnehmen.
Ich will die Gyros nicht entbehrlich machen, dazu mag ich die Technik viel zu sehr.

Manfred

Das ganze soll natürlich mit einer Viedeobrille benutzt werden. Da ist es eigentlich egal ob es in horizontaler Richtung einen Drift hat. Wenn ich mich in dem virtuellen Raum befinde und die wahre Umgebung nicht mehr wahr nehme, dann ist es ja egal wo ich wieder "aufwache". Vertikal ist das natürlich wichtiger, da man bei einem Drift den Kopf immer hochhalten müsste.

Ich frag mich wie die das beim Intertrax 2 machen?
http://www.i-glassesstore.com/in2headtrac.html
Den Intertrax 1 hatte ich selbst schon zwischen den Ohren und der funzt super.

mfg H.

Zitat:

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Ich frag mich wie die das beim Intertrax 2 machen?

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Der hat "nur" 3 DOF. Es wird also nur die Rotation um x,y und z gemessen. Machbar mit 3 Gyros, möglicherweise zusätzlich einem Neigungssensor und einem Kalman Filter.

was ist ein DOF und wo kann ich mich darüber belesen?

mfg Fire

DOF = DegreesOfFreedom = Freiheitsgrade

ist das ein Bauelement so wie ein Gyro?

Hi firestone,
vielleicht hilft dir dieses Teil (zumindest für den Neigungswinkel)
Das ist ein Neigungssensor, der allerdings mit 200ms recht langsam ist.
http://www.usdigital.com/products/t4/

Grüße
Sualk

nicht schlecht.
Kann mir noch jemand erklären ob ein DOF ein Bauteil ist was man kaufen kann und wie es funktioniert?

Vielen Dank.

mfg Fire

dof heißt "Degrees of Freedom", freiheitsgrade

Zitat:

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Kann mir noch jemand erklären ob ein DOF ein Bauteil ist was man kaufen kann und wie es funktioniert

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Hallo firestone,

DOF heißt Degree Of Freedom und bedeutet in diesem Zusammenhang Freiheitsgrad der Bewegung.
Eine 3 DOF - Sensoranordnung kann 3 Freiheitsgrade der Bewegung erkennen. In unserem Beispiel also die Drehung um die x-, y- und z-Achse.

also sagt DOF noch nichts über die Art der Sensoren aus, ist das richtig ?

mfg Fire

Ja, genauso wenig wie dir Taktrate etwas über den genauen Prozessoertyp verrät.