Videokameran liikeradan tallentaminen kiihtyvyysantureilla

Ajattelin siis rakentaa videokameraan liitettävän lisäpalikan kameran liikeradan tallentamista varten. Tarkoituksena olisi siis saada kameran sijainti ja kallistuskulmat kiihtyvyysanturia ja esim arduinoa käyttäen ja tallennettua johonkin kätevään muotoon vaikka muistikortille josta tiedot saisi siirrettyä suoraan esim 3dsmaxiin tai aftereffectsiin kameran keyframeiksi. Jos tällainen palikka toimis tarpeeks hyvin eli tarkasti niin se auttais ja nopeuttais 3dn komppausta ihan hullusti. Ennen ku käärin hihat ni ajattelin kysyä näin aloittelijana teiltä kokeneemmilta että

  1. Kuulostaako teijän mielestä järkevältä idealta? Onko esim anturit tarpeeks tarkkoja pienten muutosten mittaamiseen ja kuinka nopeesti tai krt/s ne antaa sitä tietoa eteenpäin?

  2. Arduinon käyttö. Varmaan jollain pienellä pärjäis ku ei tarviis ku paikka ja kulmat saada siitä eteenpäin? Mitä vaihtoehtoja tällasella melko aloittelijalla on?

  3. miten kest√§v√§√§ (G) anturia suurinpiirtein kannattais k√§ytt√§√§ jos kyse on k√§sivaralla kuvaamisesta eli pienest√§ tai mahdollisimman pienest√§ heilunnasta. ei tietenk√§√§n √§kkipys√§hdyksi√§, esim putoamista lattialle? Aattelin et parikymment√§ G:t√§ on varmaan enemm√§n ku tarpeeks? T√§rkeint√§h√§n on saada tarpeeks tarkka paikkatieto niin onko pienempiskaalaiset anturit tarkempia kun esim ¬Ī100G anturit?

Kommentteja ja ideoita ja ehdotuksia ja muuta? Tässä vaiheessa kaikki kommentit auttaa

T. Hanks

Idea kuulostaa hienolta, mutta heti ensimmäisenä tulee mieleen tasainen liike. Silloin anturi ei anna mitään hyödyllistä dataa, eikä sen perusteella voi tietää siirtymää. Tarvittaisiin muitakin antureita. Kiihtyvyysanturi on omiaan kameran kallistusten havainnointiin, mutta ei oikein muuhun. Pakettiin tulisi ensimmäisenä lisänä mieleen kompassi- ja gyroskooppianturit sekä GPS-vastaanotin. Kiihtyvyysanturilta voidaan saada kiihtyvyystietoja ulos jopa tuhansia kertoja sekunnissa, joten se ei tule ongelmaksi.

Helpoin tapa tiedonsiirtoon lienee sarjaporttiyhteys mikrokontrollerilta. Toki on mahdollista tallentaa RTC:n (real time clock) avustuksella toimiva loggaussysteemi myös esim. SD-muistikortille.

¬Ī3G tms. riitt√§nee hyvin.

Alustavaa tuntumaan ajateltuun menetelmään voi hakea kännykällä, jos käytössä on jokin sopiva kiihtyvyysantureilla ja GPSllä varustettu luuri (Kompassikin monessa), niin sellaisella voi hakea vähän tuntumaa data keräämiseen ja ongelma kohtiin. Eli luuriin koodaa jonkin sopivan yksinkertaisen softaa ja kiinittää sen luurin kameraan.

Kiitti vastauksista. Löysinki jo pari projektia missä tallennetaan kiihtyvyystiedot sd-kortille. Vielä noista antureista tuli mieleen että noi uudemmat gyroskooppianturithan osaa ottaa talteen sekä kallistukset että liikkeen? pärjäisinkö yhellä sellasella? En oikein tajunnu mihin tarvisin kompassia tai gps:ää, kun suunnalla ei oo niin väliä kunhan tulee oikeen muotonen rata.

Teoriassahan kiihtyvyys tiedostosta pitäisi saada paikkakin selville jos lähtökohta on tiedossa, kohina tarpeeksi alhainen ja anturin kääntymiset tiedetään => menipä taas vaikeaksi :slight_smile:

Tuo GPS kuullostaisi itsestäni ainakin parhaalta idealta.
Arduino + GPS => napilla UARTin kautta tietokoneelle.

Kyseessähän on siis inertiaalinavigointisovellus, jossa pyritään määrittämään paikka johonkin alkutilanteeseen verrattuna. Pelkillä kiihtyvyysantureilla hommasta selviää vain, jos kamera osoittaa koko ajan samaan suuntaan eikä siis käänny minkään akselin suhteen. Jos kameraa haluaa kumminkin kääntää eikä ole kiinnostunut kameran suunnasta reittiin nähden niin silloin kiihtyvyysanturit pitäisi asentaa ns. gyrostabilisoidulle alustalle, jossa alustan suunta pysyy vakiona. Tällaisen alustan toteuttaminen on kuitenki aika vaativaa ja vaatii joka tapauksessa gyroskooppianturit ja servomoottoreita yms.

Kolmeakselisen kiihtyvyysanturin kaveriksi olisi siis hyvä laittaa kolmeakselinen gyro, jolloin näiden kahden anturin avulla voidaan laskea kameran kulkema reitti. Kyseessä siis strapdown inertial navigation system. Näytteenottotaajuus täytyy olla vähintään 400-500 Hz, jolloin voidaan olettaa, että kiihtyvyys ja suunta ovat vakiot mittauskertojen välillä. Halvoilla komponenteilla tosin voi olla vaikeaa saada pidettyä kohinan tuoma virhe pienenä, vaikka tässä auttaakin erilaiset suodattimet.

Lisää lukemista kvg:
INS = Inertial navigation system
AHRS = attitude and heading reference system
IMU = Inertial measurement unit
MPU = Motion processing unit
Kalman filtering

Todennäköisesti vaivattomin alusta tähän on esim iPhone 4, vaikka tarkkuus voi olla heikko. Mutta tuskimpa olet montaa tuhatta euroa investoimassa tähän muutenkaan.

EDIT: Ehkä myös tommosella vois päästä alkuun: sparkfun.com/products/9184

Hyvä pointti :smiley: