Алгоритм вычисления координат места удара, что то похожее на тир Опции

[Димитрий]

Приветствую всех.

Есть такая задача. Есть двухсторонний фольгированный стеклотекстолит, на котором размещены пять звуковых микрофонов типа сосна (четыре по углам и одлин в центре, координаты их известны). все сигналы подключены к некому блоку на выходе которого есть возможность измерять относительные времена между этими пяти сигналами. Собственно дальше сам вопрос
1. есть ли быстрый алгоритм вычисления координат точки удара основываясь на этих сигналах.
2. привильно ли здесь использовать звуковые датчики.
3. линейно ли распростроняется волна от места удара до датчиков, одинакова ли скорость распространения например при ударе в центре и ударе с краю.

Проблема в общем в том что все времена измеряются относительно первого сработавшего датчика, я использовал метод перебора для определения координат, но он оказался медленный и не особо точный.

[Tanya]

Приветствую всех.
Проблема в общем в том что все времена измеряются относительно первого сработавшего датчика, я использовал метод перебора для определения координат, но он оказался медленный и не особо точный.

Геометрическое место точек, абсолютное значение разности расстояний от двух точек до точек множества константа - гипербола.
Вы знаете разность времен для двух микрофонов. Эта разность пропорциональна разности расстояний. Можно построить для каждой пары микрофонов гиперболу. Их пересечения дадут гипотетические места удара. Потом усреднить - найти центр масс. Получится одна точка. При усреднении нужно (можно) учитывать веса точек. Для определения точек нужно анализировать погрешность, что не так просто...

[Димитрий]

Геометрическое место точек, абсолютное значение разности расстояний от двух точек до точек множества константа - гипербола.
Вы знаете разность времен для двух микрофонов. Эта разность пропорциональна разности расстояний. Можно построить для каждой пары микрофонов гиперболу. Их пересечения дадут гипотетические места удара. Потом усреднить - найти центр масс. Получится одна точка. При усреднении нужно (можно) учитывать веса точек. Для определения точек нужно анализировать погрешность, что не так просто...

на рисунке показан схематически расположение датчиков и теоретическое распространение волн.
1,2,3,4,5 - места установки микрофонов
r1, r2, r3, r4, r5 - истинное время(растояние в данном случае предполагается линейно времени и не учитываются времена задержек вносимых схемой и самими датчиками)
r1`, r2`, r3`, r4` - времена которые мы можем определить используя устройство, отражение не учитывается (оно блокируется самим устройством, при этом полагая что прямой сигнал быстрее достигнет датчика чем отраженный)

Я правильно понял что вы предлагаете построить гиперболы для точек 1-2, 1-3, 1-4, 1-5; 2-3, 2-4, 2-5; 3-4, 3-5; 4-5. но их пересечение не как не даст место удара, или я не правильно понял какие гиперболы строить?

В общем то здесь вся проблема в том что не известно растояние r5, было бы оно известно вопросов в принципе то и не возник.

Прикрепленные файлы

 sch.rar ( 144.74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 48

 

[Tanya]

Я правильно понял что вы предлагаете построить гиперболы для точек 1-2, 1-3, 1-4, 1-5; 2-3, 2-4, 2-5; 3-4, 3-5; 4-5. но их пересечение не как не даст место удара, или я не правильно понял какие гиперболы строить?

Рассмотрим прямую, на которой расположены три датчика. По ним мы не сможем определить с какой стороны от прямой произошел удар. Поэтому часть пересечений лишняя. Какая - узнаем, когда рассмотрим перпендикулярную прямую. А сколько строить гипербол... может, и не все...

[e-serg]

Такой тир кажись в журнале радио был описан ~ 70-80е годы. мишень стальная пластина, сенсоры четыре пьезоэлемента по сторонам пластины.
все устройсво на дискретной логике. алгорим: датчики образуют пары, пока сработал только один сенсор пары счетчик считает. два сработавших счет остановлен. направление по первому сработавшему, чем больше отклонение от центра тем больше насчитал. калибровался частотой опорного генератора.