Triangularisation d'un arduino

Bonjour

J'ai un projet qui nécessiterait de prendre des mesures de profondeur d'un lac/piece d'eau depuis une plateforme flottante.
J'aurais besoin de localiser chaque mesure (la plateforme se déplace)

Les modules GPS ne sont bien sûr pas assez précis.

Je m’étais dit que si on positionnait trois émetteurs sur les berges et qu'elles émettaient un signal (ultrasons ?) auquel la plateforme flottante réponde on pourrait trianguler la position.
Chaque mesure de profondeur serait accompagner d'une position.

La plateforme et les émetteurs communiquerait ensemble par onde radio et le mesure de la distance par ultrasons

L'idée:

La plateforme prend une mesure et demande à l'émetteur 1 de prendre la distance.
L'émetteur envoie un ultrason, la plateforme détecte et envoie un ultrason, l'émetteur récupère la réponse et en déduit la distance et envoie le résultat à la plateforme (par onde radio)
La plateforme fait la même chose avec l'émetteur 2 et 3.

Bien sur pas d'obstacle entre tous ces éléments.

Mon idée vous parait réalisable ?
Je ne trouve pas d'émetteur/récepteur ultrasons de plusieurs dizaine de mettre de portée.

Si vous avez une autre idée que les ultrasons sachant que la plateforme bouge...

Merci d'avance

Je ne trouve pas d'émetteur/récepteur ultrasons de plusieurs dizaine de mettre de portée.

C'est peut-être qu'il y a une ou plusieurs raisons.

J'en vois déjà une raison : l'angle d'émission. Ce n'est pas un fin pinceau bien colimaté.
C'est un cône d'angle total qui fait environ 60 degrés.
Regarde le disque que cela fait à 20 mètres : 23 mètres de diagonale.

Conséquences :

  1. il va y avoir des réfléxions aléatoires sur différents obstacles comme le sol ou l'eau qui vont fausser la mesure.
  2. La puissance reçue par élément de surface va se diluer en fonction du carré de la distance.

Oui les ultrasons ne fonctionneront pas, peut-être qu'une mesure de temps aller retour en RF pourrait aller. Il faudrait connaître les distances typiques. Est-ce de l'ordre de la centaine de mètres ?
L'émetteur envoie un signal à un récepteur et lance un chrono. Le récepteur reçoit et répond aussi vite que possible, ce temps de réponse peut être mesuré. Lorsque l'émetteur reçoit la réponse il stoppe le chrono. On enlève le temps de réponse du récepteur pour obtenir le temps de trajet aller retour. Multiplié par la vitesse de la lumière et divisé par deux, ça donne la distance.
Pour 300 mètres, à 300000 km/s il faut compter une microseconde de trajet. Donc un temps mesuré un peu supérieur à 2 microsecondes. Ça me semble hors de portée d'un arduino mais peut-être jouable pour un ESP32, dont l'horloge tourne à 240 MHz.

j'ai vu des mesureur de distance par laser sur aliexpress (50m pour moins de 30€), suivant la superficie du plan d'eau cela peut-etre un moyen de réaliser les mesures.

Attention a la qualité du colimatage du faisceau lumineux.
Les produits à quelques euros ne seront pas équipés d'une optique de qualité.
La patatoïde au bout de quelques mètres est en vue.

c'est sur, après il y en a à tous les prix ! mais ne sachant pas le budget pour le projet.
Autre possibilité, 3 cordes à 120°, 3 moteurs, 3 capteurs rotatif pour connaitre la longueur déployée de chaque corde, et là au moins pas de "distorsion" de partout. (pour la mise en place c'est autre chose :o )

higgins91:
j'ai vu des mesureur de distance par laser sur aliexpress (50m pour moins de 30€), suivant la superficie du plan d'eau cela peut-etre un moyen de réaliser les mesures.

Oui mais là il faut que le télémètre reste précisément pointé sur la plateforme, qui bouge, ce qui implique un asservissement supplémentaire, en 3 exemplaires.

Si je devais essayer quelque chose, je placerais le télémètre sur la plateforme et 3 coins de cube (ou des catadioptres, mais c'est moins bon) à des emplacements connus. La plateforme ferais tourner le faisceau du télémètre avec un miroir tournant par exemple et chercherait un écho. Elle récupèrerait ainsi 3 angles et 3 distances.

Placer le télémètre sur la plateforme dispense d'avoir à tenir le télémètre pointé sur la plateforme.
Comme il n'y a qu'un télémètre on peut prendre un modèle de meilleur qualité.

Le choix d'un miroir tournant plutôt qu'un prisme permet de s'affranchir du problème de la longueur d'onde utilisée par le télémètre à la condition expresse que ce soit un miroir optique (dont la surface réfléchissante est située en surface du verre et non pas derrière) pour que le faisceau ne traverse pas le verre qui est opaque pour certaines longueurs d'onde. La même problèmatique s'applique aux réflecteurs évidemment.

La solution risque d'être un peu chère. Mais comme on ne connaît pas le budget ou peut se lâcher :smiley:

Bonjour,

Tu veux donc réinventer un petit réseau GPS local !

L'idée est logique mais pour le réaliser il y a quand même des sérieux problèmes à résoudre !!!
Le plus simple serait peut-être d'utiliser plusieurs balises et un télémètre mais même là :

  • précision ? Aucune idée (Et tu n'as pas donné l'ordre de grandeur des distances du lac)

Récemment, j'ai vu des géomètres dans ma rue qui faisaient du relevé de situation à l'aide de GPS.
Je leur ai demandé quelle était la précision des mesures : réponse, quelques cm (ou mm sauf erreur de ma part.)
Apparemment, ils disposent d'un réseau GPS complémentaire qui apporte la précision requise mais
cela nécessite un abonnement (paiement d'un droit d'utilisation de ce réseau)

Combien ça coûte ?
Appareils GPS particuliers ?
Location ?
Ce n'est qu'une autre piste.

S'il s'agit d'étudier et de "jouer" en essayant de réaliser une maquette, c'est une autre histoire.

Des objets comme celui-ci permettent de titiller le centimètre de précision (voir doc technique téléchargeable), mais quel en est le prix ?

Il existe aussi le DGPS ou GPS différentiel pour descendre à une dizaine de cm, au prix de stations supplémentaires positionnées très précisément.

Certainement hors du scope de ce projet... ?

fdufnews:
La solution risque d'être un peu chère. Mais comme on ne connaît pas le budget ou peut se lâcher :smiley:

Bonjour
Une solution viable et relativement accessible aujourd'hui pour de la localisation centimetrique exterieure est d'utiliser du GNSS RTK
Une base RTK positionnée en dehors du plan d'eau et un recepteur RTK capable sur "la barge"
Voir par exemple les solutions basées sur du U-blox ZED-F9P

Bonjour,

Il y a eu plusieurs sujet du même genre ces derniers temps et sauf erreur de ma part je n'en ai pas vu un seul qui ait réellement débouché.

Je suis peut être pessimiste, mais parti comme c'est, j'ai peur que ce sujet rejoigne ces autres sujets morts-nés.

kamill:
Bonjour,

Il y a eu plusieurs sujet du même genre ces derniers temps et sauf erreur de ma part je n'en ai pas vu un seul qui ait réellement débouché.

Je suis peut être pessimiste, mais parti comme c'est, j'ai peur que ce sujet rejoigne ces autres sujets morts-nés.

Bonjour Kamill
C'est certain que ce n'est pas le genre de projet que tu mene à terme en un après-midi d'été après en avoir discuté autour du barbecue ! :grin:

Le terme exact est GNSS, GPS c'est le nom du système US c'est l'équivalent de frigidaire aux réfrigérateurs..

De part son principe (vitesse de propagation d'une onde) les GNSS ne peuvent pas être plus précis que 10 m.
L'origine de la limitation se situe dans la troposphère où la vitesse de propagation est aléatoirement perturbée.

Il y a eu avec Galiléo une amélioration avec l'utilisation de fréquences supplémentaires qui permettent de compenser mais tous les récepteurs ne sont pas encore équipé pour.

Il y a aussi le système installé sur les tracteurs agricoles qui est précis au cm près : le GNSS différentiel.
On utilise deux récepteurs, à un instant donné les variations de vitesse dans la troposphère sont les mêmes sur les deux récepteurs si on fait la différence elles sont annulés.

Un récepteur est fixe : c'est la masse locale arbitraire, euh c'est la référence arbitraire des positions dans un coin du champ.
L'autre récepteur (avec le traitement qui va bien) donne les écarts par rapport à cette référence arbitraire mais bien déterminée.

Reste à trouver combien coûte le système différentiel et où on peut l'acheter.

Merci pour vos réponses
Le budget est assez réduit puisque c'est pour une assos d’archéologie financé que par des dons.
Je sais que le sujet est très compliquer et peut être pas réalisable avec les contraintes.
J'ouvre le debat pour savoir ce qu'il en ressort
Je regarde ce qu'est: GNSS RTK

merci

Quelles sont les dimensions du lac?

+1 pour les dimensions ;-). Et sinon si le lac est encaissé, une triangulation avec 3 caméras + une analyse d'images :wink:

Hello
Il n'existe pas de shield galileo pour arduino ?
Est-ce qu'il existe un gps galileo ou on pourrait récupérer les données de position ?
Ce devrait etre plus simple que mon idée d'origine

Il y a une vie en dehors des "machins" tout faits qui ne couvriront jamais des cas particuliers.
Ces trucs sont fait pour être vendus en grande quantité et donc ne s'interressent qu'a des segments de marché où il est assuré d'avoir de la demande.
Il faut chercher, lire les datasheets pas ceux des modules, ceux des circuits intégrés qui sont dans le module.
Il existe un fabricant Suisse U-Block qui maintenant peut-être gère Galiléo correctement

Quant aux fabricants des US Galiléo étant européen il est quelque peu méprisé par la magorité des développeurs de circuits intégrés ceux qui ont pignon sur rue et qui vendent le plus.
Ils attendront que GPS ratrape son retard pour supporter toutes les nouvelles fonctions de Galiléo.
Il faut savoir que la conception d'un circuit intégré coute très cher et que le commerce équitable et non protectionniste n'est pas leur priorité.