Circuit électrique de mesure de distance

[AAAA]

Bonjour, j'ai besoin d'aide pour un circuit électrique.

Contexte : Je dois créer un système pour trianguler la position d'un ballon de football en mouvement. Pour obtenir les distances par rapport au ballon, j'ai prévu d'utiliser plusieurs récepteurs et l'effet Doppler. J'ai besoin d'un moyen d'accumuler la position à t=k*2 secondes avec k ∈ ℕ puisque le but est d'entraîner une IA à compléter la trajectoire complète pour n'importe quel tir donné.

C'est la première fois que je conçois un circuit électrique, donc c'est plus ou moins un monstre de Frankenstein de choses que j'ai rencontrées pendant les DS/cours...

En termes de composants, je suis limité aux plus simples : Sources de tension/courant, oscilloscopes, résistances, condensateurs, inductances, OA, multiplicateurs, diodes, transistors, émetteurs et récepteurs.

Pour étoffer la présentation, ce serait pas mal si je pouvais intégrer des choses vues dans d'autres chapitres, c'est pourquoi je pense que ce serait un bon ajout si le circuit avait besoin d'ailettes de refroidissement quelque part (puisque l'approximation de l'ailette faisait partie d'un énorme devoir que j'ai eu et qu'il était assez difficile).

J'aimerais savoir si mon circuit est au moins légèrement cohérent, et si c'est le cas, j'aurais besoin d'aide pour estimer les valeurs des différents composants/comment compléter ou améliorer le système.

Merci pour toute aide que vous pourrez m'apporter

PS : La partie codage/mathématique (Triangulation/AI) ne devrait pas poser trop de problème.
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[jiherve]

bonjour,
si c'est un montage devant fonctionner en HF (les US sont inadaptés vu la taille d'un terrain de foot) il faut oublier les AOP et se procurer un bon cours sur les RADARs.
Le soucis de tous les dispositifs de mesure de distance/vitesse c'est qu'ils sont souvent très directifs pour être efficaces.
Où se situerait l’émetteur?
c'est typiquement un probleme dont la solution est à chercher du coté cameras et traitement d'image.
JR

[AAAA]

Merci de votre réponse, à vrai dire je comptais aussi utiliser des ondes radios : Le cœur du projet est de comparer la détection par plusieurs types d'ondes et méthodes (donc ça inclue aussi filtrage visuel et CNN) pour trouver laquelle me donne les données les plus fiables.
Vu que mes mesures ne nécessitent que la mesure de la position du ballon dans un scénario simplifié (C'est à dire pas un terrain de foot), j'y avais pas vraiment réfléchit vu que l'émetteur devrait pouvoir couvrir toute trajectoire que pourrait parcourir le ballon même avec des puissances relativement faibles, et malgré la perte de puissance après réflexion.
Pourquoi l'utilisation de HF fait que je ne peux pas utiliser d'AOP, et est-ce que les radars fonctionnent aussi par modulation?

[jiherve]

re
les AOP sont des composants fonctionnant en basse fréquence (< 20MHz) pour faire de la détection par Radar il faut une longueur d'onde commensurable avec la cible ici 20cm soit 1.5GHz il faudra donc que l’émetteur et l’étage d'entrée/mélangeur du récepteur fonctionnent dans cette gamme de fréquence, ce n'est plus du domaine du bricolage du dimanche
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[jacknicklaus]

tu peux chercher du côté des analyseurs de trajectoire utilisés au base-ball ou au golf. Par exemple https://www.golfathome.com/radars-la...eneration.html

Peut-être existe t-il des documents techniques qui pourraient t'être utile.. Faut farfouiller...

[AAAA]

Donc c'est impossible de mettre un système adéquat en œuvre avec ce type de matériel?

[AAAA]

Okay merci, je vais chercher

[Gwinver]

Pièce jointe 488742
Contexte : Je dois créer un système pour trianguler la position d'un ballon de football en mouvement. Pour obtenir les distances par rapport au ballon, j'ai prévu d'utiliser plusieurs récepteurs et l'effet Doppler.

Cette description est trop incomplète pour pouvoir commencer à concevoir un circuit et un développement de software.
Il faut formuler beaucoup plus avant le ou les principes physiques mis en jeu.
L'effet Doppler renseigne sur une vitesse relativement à un émetteur/récepteur, mais ne renseigne pas sur la direction. La mesure de vitesse souffre de certaines limitations, la mesure est impossible en dessous d'une certaine vitesse. Il faut aussi un certain temps pour faire une mesure, il faut que la vitesse soit stable durant ce laps de temps, or un ballon subit de très fortes accélérations/décélérations.
Il faut donc commencer par formuler au sens mathématique le mode de calcul et choisir la bande de fréquence adaptée. Pour les mesures par effet Doppler, les détecteurs les plus courants sont à 9.9 GHz et 24 GHz.

[AAAA]

L'idée était d'utiliser le retard temporel pour en déduire la position à plusieurs récepteurs, et en déduire la position dans une base prédéfinie.
La vitesse de l'onde n'est pas supposée très grande devant celle du ballon de telle sorte que p(t=émission) ~=p(t=récéption)?

[Gwinver]

Re-bonsoir.

Ce n'est donc pas du Doppler, mais plutôt classique avec mesure de temps d'aller/retour.

La vitesse de l'onde n'est pas supposée très grande devant celle du ballon de telle sorte que p(t=émission) ~=p(t=récéption)?

Au choix : ondes sonores ou ondes radio, dans les deux cas, la vitesse est grande devant celle du ballon (normalement sur un terrain).

Que veux-dire : p(t=émission) ~=p(t=récéption) ?

[AAAA]

Re-Bonsoir,
J'utilisais p comme position : En somme la position à l'émission de l'onde et sa réception

[jiherve]

re
il existe des cinémomètres radar pour projectiles d'armes à feu mais comme écrit précédemment ils sont très directifs, ce qui dans ce cas est un plus et ne pose pas problème puisque la trajectoire est prévisible.
Je réitère la solution est du coté imagerie mais elle reste très pointue.
JR

[AAAA]

Ca ne devrait pas être un problème: Mes lacunes en physique sont évidentes, mais j'ai des compétences avancées en informatique. Mon objectif original était justement d'utiliser un algorithme de segmentation puis déduire du diamètre du ballon sa distance, les autres méthodes étaient là en guise de fausse concurrence afin d'étoffer le contenu scientifique (Je suis en PSI donc utiliser exclusivement de l'informatique était simplement interdit à mon grand malheur...). C'est pour ça que peut importe si les solutions utilisant des concepts de physiques sont efficaces ou non, tant qu'elles étoffent le contenu scientifique. Mais donc aussi mauvaises soient-elles, je suis tout de même forcé de présenter ces alternatives... Sans elles, il me reste plus que des maths et de l'informatique (Enfin partiellement, la première partie de la présentation est l'étude de la trajectoire du modèle théorique, donc ça me permet d'exploiter de la méca flu, puis montrer que ça correspond pas au cas réel, mais c'est mince en contenu).

[Gwinver]

Le meilleure solution actuelle pour ce genre de manip est basée sur les radars à très large bande.
https://www.radartutorial.eu/02.basi...0large.fr.html

https://fr.wikipedia.org/wiki/Ultra_wideband

Ces systèmes ont une précision souvent meilleure que 50 cm et sont utilisables à l'intérieur sur de petites surfaces.

C'est le genre de technologie pour suivre les déplacements de joueurs de football ou autre jeux d'équipe:

https://litum.com/uwb-tracking-unrav...erging-trends/

[Gwinver]

Ca ne devrait pas être un problème: Mes lacunes en physique sont évidentes, mais j'ai des compétences avancées en informatique. Mon objectif original était justement d'utiliser un algorithme de segmentation puis déduire du diamètre du ballon sa distance, les autres méthodes étaient là en guise de fausse concurrence afin d'étoffer le contenu scientifique (Je suis en PSI donc utiliser exclusivement de l'informatique était simplement interdit à mon grand malheur...). C'est pour ça que peut importe si les solutions utilisant des concepts de physiques sont efficaces ou non, tant qu'elles étoffent le contenu scientifique. Mais donc aussi mauvaises soient-elles, je suis tout de même forcé de présenter ces alternatives... Sans elles, il me reste plus que des maths et de l'informatique (Enfin partiellement, la première partie de la présentation est l'étude de la trajectoire du modèle théorique, donc ça me permet d'exploiter de la méca flu, puis montrer que ça correspond pas au cas réel, mais c'est mince en contenu).

Bon, le sujet s'élargi un peu. Je ne crois pas que ce soit une bonne démarche. Un développement informatique pour une application donnée doit s'appuyer sur des principes physiques réalistes, sinon, la programmation n'a aucun sens. Une part de l'effort est bien sûr de manipuler le concept, mais une autre part est de s'adapter aux caractéristiques du principe utilisé : défauts et qualités.

Ici :

puis déduire du diamètre du ballon sa distance

un nouvel élément est ajouté, et je ne comprends pas trop comment on peut faire une mesure de diamètre de ballon avec un radar.

[AAAA]

Je ne parle pas du radar, c'était en réponse à la proposition de méthode par imagerie.
Je comptais déduire la position par triangulation pour les méthodes utilisant des ondes, et par segmentation pour celles utilisant des caméras

[dada]

Bonsoir,

Te serait-il possible d’incorporer un émetteur au ballon ?

[Gwinver]

Pour la méthode par imagerie, il faut réfléchir à la résolution.
Il faut une image capable de balayer toute la zone d'évolution du ballon.
L'image a une certaine résolution (celle du capteur) il faut donc évaluer la résolution en distance qui correspond à un pixel.
Par exemple pour un ballon en limite du terrain, l'imprécision sur le diamètre est de 1 pixel (en supposant une image au maximum de netteté) et convertir cette imprécision en distance.

Ce qui nous ramène un peu plus haut dans cette discussion, il faut d'abord définir une méthode de mesure, en calculer les limites, puis passer à la mise en œuvre. La mise en œuvre est en deux étapes, d'abord le support HW, puis l'exploitation SW.
La partie SW comprend une étude de temps de calcul. Définir le laps de temps entre deux mesures et considérer le nombre d'images à traiter dans ce temps.

[jiherve]

bonjour,
les cameras peuvent être multiples avec des champs variables et asservies et ainsi garder une bonne résolution.
çà c'est un chouette projet!
JR

[f6bes]

L'idée était d'utiliser le retard temporel pour en déduire la position à plusieurs récepteurs, et en déduire la position dans une base prédéfinie.
La vitesse de l'onde n'est pas supposée très grande devant celle du ballon de telle sorte que p(t=émission) ~=p(t=récéption)?

Bjr à toi, La vitesse d'une onde ( radio) est NETTEMENT supérieure à celle d'un ballon.
La vitesse de l'onde ( Radio)...c'est la vitesse de la lumiére !
Une réfexion de l'onde procure une allongement de la distance parcourue....ce qui donne un résultat érronnait !Donc une erreur.
Il es t possible mais compliqué de faire de telle mesure..mais déjà on ne cause pas de "circuit ELECTRIQUE"
mais de circuit ELECTRONIQUE.
Je dirai,s que ce n'est pas un sujet à aborder par un néophyte ....mais rien n'interdit de s'y frotter et voir ce qui existe.... ( avant d'aller plus loin )
Bonne journée

[Gwinver]

Bonjour.

Pour la méthode par imagerie, il serait possible de procéder par triangulation.
En disposant de trois vues (en fait deux suffisent) il est possible de déterminer le gisement du ballon par rapport à chacun des trois points de vue.
Avec ces trois angles, la position du ballon peut être déterminée dans le plan horizontal.
Connaissant la position en horizontal, il est possible de déterminer la position en hauteur du ballon à partir de la hauteur constatée sur les images.

Voir la section : Le point par 3 relevés simultanés

http://www.remi-mongabure.com/index_...le%20point.pdf

[AAAA]

Merci pour tous vos conseils, je vais revoir mes objectifs en conséquence