Arduino.ru

Не возможно.

Максим, а можете хотя бы в двух словах рассказать в чём проблема?

я бы предположил что возможно...хмм...но очень чисто теоретически:

если бы у принимающего устройства и у передатчиков были хорошо синхоризированны автономные счетчики времени..то есть где то до точности в 1нс=1наноСекунда=10^(-9) Sec=0.0000000001s

принцип действия очевиден:посылаем с одного передатчика сигнал,одноврмеенно с отправкой сигнала включаеться счетчик на приемнике...замеряеться промежуток времени от момента пуска до момента когда поступил сигна и из расчета что сигнал идет со скоростью света умножаем на отмеренное время.для каждого премника свое время...но не думаю что это технически реализуемо..во всяком случае не просто..к тому же я не уверен даст ли даже 16-битный таймер дуины при 16Mhz нужную точность замера времни+ потом еще нужно будет переводить (если замеры пройдут успешно)полученное расстояния из системы координат приемников в систему координат комнаты..для чего мне кажеться понадобиться на каждую стену вешать минумум два датчика-приема(для облегчения расчетов) + в комнате будут отражения сигнала от стен...хотя.....поидее отражение от стены будет идти "дольше"...вообщем мороки уйма...кстати думаю отсеивание отражений и получение точных данных и подразумевает под собой невозможность исполнения...

созрела идея алгоритма,сразу уговорюсь что каждый датчик посылает сигнал поочереди никаих одновременно все сразу: вначале датчик посылает сигнал на преммники в котором будет указан через какое время будет отправлен "расстояние-замеряющий" сигнал..и соответственно через заданное время (0.5-1с)перетадичик посылает сигнал в котором закодирован "стоп" а приемник включает таймер и этот "стоп" ловит...

хммм а собственно почему "скорость света"?.....можно же применить "писчалку" и отправить ультразвук ..а приемником будет микрофон...

Теоритизировать можно сколько угодно, а реализовать не возможно. Первая причина, по которой это не возможно это бюджет. Овчинка выделки не стоит. Что бы реализовать данный проект понадобится очень не дешовое оборудование, очень не глупый(е) специалист(ы) и соответственно ооочень не маленький бюджет. Иначе вы на свои 3 метра получите погрешность в 5 метров.

Добрый день, бюджет проекта позволяет нам всё же подумать о нём.
А что, если сделать систему наоборот, маячки, перемещающиеся по комнате - будут передатчиками, каждый из которых в определённый интервал времени посылает сигнал, а три приёмника по краям куба этот сигнал ловят, и по времени, движения сигнала до трёх приёмников определяем его положение относительно этих приёмников.

Кто должен определять положение, статичная база или мобильные маяки?

В любом случае, не вижу ничего сложного. Детали можно использовать ЛЮБЫЕ, хоть радиолампы.

Вы хотите расчитывать растояние измеряя скорость радиоволн? Да еще и на растоянии 3-х метров, можете попробовать, удачи вам. Более или менее реально можно использовать ультразвук, ИК-лучи или лазер. 

Вот еще один теоретик.
Ссылочки на похожие проэкты? Фото, видео материалы? Хоть описание проэкта реализованного в жизнь имеются?

Если вы говорите о 3-х дальномерах направленных по трем осям и данный "маячек" не будет поворачиваться вдоль своих осей и ничто не будет находиться в комноте и ничто не будет преграждать измерению, то да это просто и в полне реализуемо... для сферического цепленка в вакууме.

А что насчёт ультразвуковых маячков, с ними реально?

P.S.
Максим, я конечно извиняюсь, но вы очень надменно комментируете, если вам есть что посоветовать в данной ситуации - я был бы премного благодарен, в противном случае вижу ваши комментарии абсолютно бесполезными.

Если речь идет о стойке, на которой установлены 3 ультразвуковых дальномера (можно ИК-дальномеры), в помещении нет посторонних предметов, дальномеры всегда направлены перпендикулярно стенам ,то да определение +/- 3куб.см вполне реально. И если такая стойка одна или если несколько, то дальномеры должны отличаться излучающими частотами и никогда не пересекаются осями.

В конечном счёте хочется цеплять на части тела эти передатчики, затем чувак устраивает танцульки в этом кубе, затем мы координаты частей тела сливаем на компьютер и работает с координатами. Соответственно направлены они точно не будут, и иногда сигнал будет проходить сквозь тело. В таком случае нету никаких вариантов измерять всё с точностью хотя бы до кубического сантиметра?

Нет, это не возможно, а точнее возможно, но не реально.

Могу тоже потеоритезировать:
На частях тела расположены ИК-маячки, в помещении по углам установленно 8 (а то и больше) видео камер, на камерах стоят ИК-светофильтры. Все камеры сведены в одну систему, которая обрабатывает данные.

Я понял вас Максим, большое спасибо, тогда будем думать как иначе решать эту задачу.

Вовсе не обязательно измерять скорость, амплитуды в масштабе трёх метров будет вполне достаточно...
Уважаемый практик :-)

И какова же будет погрешность таких измерений? +/- метр? или +/- 5 метров?

С точностью +/-5 метров, она вычисляется для 3 точечных излучателей в масштабе десятков километров!

А для трёхметрового-то куба, где хоть на каждой грани можно сделать рамочную антену, даже для самой примитивной диференциальной схемы, точность будет заведома избыточна и ограничена вибростабильностью компонентов.

И??? Где хоть одно подтверждение ваших слов? Покажите реально работающий "дальномер" по такому принципу.

Хотите подтверждений, вперёд за профильным высшим образованием.
Там не только теорией загрузят, но и лаборатоные работы делать заставят.

А есть и более хитрые методы чем сравнения амплитуд, можно сравнивать фазы :-)

вспомнил))!!!! у нас на на лабе о физике была такая система основанная на ултразвоковых метках-маячках(кнопки-Buttons) ...софт под нее называеться V-scope.

вот этот софт ,

железо там было : приемник подсоединялся к компьютеру по толи rs-232 то ли USB,но не важно.

вот здесь в начале документа описание железа и картинка

все наши опыты со скоростью цента тяжести, пусканием кареток ,растягивание пружин..и много многое другое делалось при помощи этой системы : на замеряемые предметы вешались "маячки" каждый со своим уникальным ултрозвуковым сигналом,.так система могла отличать тот или иной маячок,перед началом опыта настряивались задейсвованные мячки и обнулялось их местоположение в состояни покоя..при надобности можно было бы делать замеры в трех измерениях..система сама рисует графики и сотавляет графики движения,ускорения и скорости в любой заданной плоскости..один минус в вашем случае-на одну систему можно (было тогда) повесить максимум 4 маячка от которых бы она принимала сигнал.

вот не знаю только хватит ли мощности для комнаты в 3 метра у такой системы...хотя были случи когда мы нашим прибором ловили сигнал от маячка соседей по лаборатории и наоборот...лабораторяи точно метров в 5 в ширину))

кстати примем и передача должны работать на звуковой основе а не световой или радио..потому что процессор просто не сможет обрабатывать световую скорость поступления сигнала в реальном времени.

сам этим прибором пользовался на протяжении 12-ти опытов.и если мы смогли проверить второй закон ньютона с точностью до десятых долей..то о погрешностях прибора думать не стоит))

Да, вот это вполне реализуемо, но опять же какая погрешность и как сделать так что бы излучатель не преграждался телом и еще нужно бороться с эхом. 

погрешность хммм думаю не больше 1см на 1м..

а с телом да и думаю  эхом все просто : на каждую стену вешаеться приемник.на теле будет нужное количесво датчиков : скажем левая половина танцора :один диапазон излучения,правая-другой диапазон...а вот ТС пускай позаботиться об компьютерном софте ..

думаю можно самомоу собрать такое устройство если взять за основу датчики на основе ультразвука типа hc-sr04.только приемник будет на приемнике а передатчик на танцоре....покурить даташиты,если получится то подрегулировать частоты и мощности если нет то собирать самому

в лаборатории сам модуль приема наверное раз в 5-7 был больше чем на hc-sr04.а перетачик по размеру такой же.даже меньше.

Скажите, а чем обсуловлено ограничение в 4 отслеживаемых объекта в вышеуказанном PDF? 

Эхо решается мягкими стенами. А вот наличие нескольких источников с одинаковой частотой это может быть проблемой.

не только в этом PDF,у нас в лаборатории тоже было максимум 4 кнопки.думаю это ограничение вложено самими разработчиками софта и железа.то есть если вы будете разрабатывать собственное устройство похожего типа то сможете задействовать большее количество "кнопок",после соответствующих настроек . 

В PDF написано, что "башня" отправляет инфракрасный сигнал, и получается ультразвуковой ответ.
А почему нельзя ультразвук отправлять и его же принимать?

да можно,почему нет? там походу получаеться что инфракрасный сигнал работает как вкл/выкл определенной кнопки...если работать на двух инфрастуктурах заморочек с протоколом обмена данных меньше.то есть посылаешь одним способом,принимаешь другим и получаеться что свой же приемник не примит то что сам и отпавил кнопке))если работать совместно на ИК и УЗ частотах.

Мне кажется Вам надо смотреть в сторону Kinect.

Задача более / менее определилась, теперь стоит вопрос по железу, скажите, можно это решить компонентами к ардуино?

Если все 4 УЗ передатчика имеют свои частоты излучения, то зачем нужны ИК-команды? Только для синхронизации (старта всех передатчиков оновременно)? Ведь все равно каждые генерит свою частоту. Как то не логично, НО зато при этом приемник должен одновременно обрабатывать 4 сигнала!

Дуваю что принцип действия такой.
Все УЗ передатчики имеют ИК идентификаторы, то есть база (та что подключается к компу) отправляет ИК команду тому или иному УЗ передатчику, который в свою очередь генерит пачку импульсов, причем все передатчики генерят одинаковые пачки с одинаковой частотой. То есть в один момент времени работает только один УЗ передатчик.

А для ваших целей нужно использовать не ИК, а радио приемник и передатчик.

В общем действительно решение кажется реалезуемым, но пока теоретически.
То есть вы получите "локальную систему GPS" только работать будет в обратную сторону: от "объекта" - УЗ-передатчика к "спутникам" - УЗ-приемникам. Вместо радио-пакетов с данными будут УЗ-импульсы, синхронизация "спутников" не по атомным часам, а по проводам. А вместо данных о расположении спутника - выбор объекта (УЗ-передатчика) и генерация им УЗ-импульсов по команде радиосигнала. УЗ-приемник ("спутник") должен уметь фильтровать УЗ-частоты и при улавливании УЗ-импульсов от УЗ-перезатчика("объекта") на выходе давать, например, логическую 1.
Дальше вам нужно свести все УЗ-приемники по проводам к одному МК, который так же как и в любом GPS-приемник в зависимости от времени между сигналами от спутников будет вычислять расположение УЗ-перезатчика в зависимости от времени между сигналами от УЗ-приемников, предварительно отправив команду по радиоканалу УЗ-передатчику, который и сгенерил УЗ-импульсы.

Ясно, правильно я понимаю, что необходимо приобрести три УЗ-трансивера, например таких: hc-sr04, подключить их к arduino, затем n уз-передатчиков (наверняка продаются сразу такие, которые работают от батареек?), затем начинать программировать передатчики, приёмники и уже разбираться с программной реализацией?

А можете подсказать, какие есть варианты уз-передатчиков на батарейках?

С таким подходом вы ничего не сделаете. Эта задача не из тех что можно накупить готовых шилдиков на 100 баксов и из нескольких примеров слепить код.

С hc-sr04 можно только подсмотреть как реализовано детектирование сигнала и быть может использовать его плату, потому как сами излучатели не подойдут, да и то наврядли.

Нет, с ясностью у вас БОЛЬШИЕ проблемы, собственно правильно сформулированная задача это как правило без пяти минут ответ.
hc-sr04 - не является УЗ трансивером, это готовый к употреблению дальномер, со своими мозгами не предпологающими вмешательство из вне.

PS. И вообще, использовать УЗ не самая хорошая идея, знал я ребят из зеленограда доторые делали, УЗ трэкер, и путь их был очень не прост, а результат, хотя и достигнут, но... Со слишком многими но, для реального применения.

:) я понял, спасибо :)

Есть такой вид спорта - "Охота на лис", еще в школе собирал радиопеленгаторы для поиска радиомаяков.

Это самый простой пример который пришел в голову, собирается на примитивной аналоговой рассыпухе без всяких там микроконтроллеров, кривыми школьными руками, за пруфами можете обращайтесь к журналу Радио - скачать архив всех номеров не проблема. Книжки скачать можно.

Чтобы определить точно положение маячка (1-го) достаточно произвести замер пеленга с двух позиций. На пересечении двух "лучей" и будет расположен маяк. Единственный минус - нужна узконаправленная антенна, которую нужно будет еще и поворачивать. Однако и это не проблема, делали же раньше все это руками, а сейчас всего готового навалом, а думать никто не хочет. Можно повысить точность, добавив 3-й приемник, можно собрать антенную решетку.

Хотите пруфов круче - получайцте вышку по специальности "радиоинженер".

Но  и это все просто и примитивно, в принципе можно и одним датчиком обойтись.

Я бы посоветоветовал прислушаться к советам более мудрого человека с протвиоположенным мудрости ником. Не париться с этим УЗ трекингом и прочее, если нужно просто обнаружить маяк.

Самый простой метод - амплитудный. Плотность потока мощности будет обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника. Можно углубиться в матан, и рассчитать все теоретически - собрать и работать. А можно просто взять померить уровень сигнала в на нескольких расстояниях и, и например, при помощи метода наименьших квадратов определить какой коэффициент будет при функции квадратного корня. Можно и другими способами определить параметры функции, т.к. вид функции (корень квадратный) известен.

Плюс этого метода - можно добиться хорошей точности при достаточно низких частотах. Для этого метода хватит простого автогенератора (радиомаяка), высокоселетиквныйх входной контор и следующий за ним усилитель с хорошой чувствительностью и линейностью и все это добро к ацп МК. Главный минус - требуется большой динамический диапазон усилителя, ну и метод робастностью не блещит. 

Второй метод - фазовый. Принцип этого метода состоит в приеме сигнала сигнала с нескольких разнесенных антенн и в измерении относительного времени запаздывания сигналов одинаковой фазы принятыми этими антеннами, и пересчет результатов измерений в угловые координаты источника сигнала. Этот метод позволяет определить положение любого объекта независимо от мощности и формы сигнала. Ну и плюс его в том шо такой тип пеленгации является всенаправленным. Тут потребуются приемны антенны, усилители высокой частоты, гетеродины, усилители промежуточной частоты, перемножители, узкополосные фильтры, частотомеры, сумматоры, фазонинверторы, фазовращатели...и наверное МК.

Метод намного точнее и робастнее, однако и схемотехника там покруче. Ну и естественно потребуется очень хорошие параметры всех узлов по фазовым шумам, китайским кварцевым задающим генератором тут уже не обойдешься. Ну и частотки тут желательно повыше выбрать, AD9833 Вам в руки :)  Все зависит от задачи, по фазовой радиопеленгации есть как раз учебник для вузов - так и называется - "Фазовые радиопеленгаторы" Денисов.

Оговорюсь сразу, реализация нормального УЗ метода будет ничуть не проще, чем реалиализация фазового РЧ метода.

А так еще  можно помудрить еще с угловой модуляцией маяка, для повышения точности.

Вы еще сюда вычислительный кластер, вейвлет-преобразование или еще че прикрутите. Задача намного проще.

Откуда такая манера пошла все усложнять и вставлять несколько микроконтроллеров где и один транзистор бы справился :))))

Еще, ..... , один простой физик-теритик нашелся...

Вы или разницы не понимаете, или читаете не внимательно, еще раз ВНИМАТЕЛЬНО прочтите ветку, нужен был пример устройства определяющего РАССТОЯНИЕ до маячка, а не НАПРАВЛЕНИЕ.

А ПО ДЕЛУ кроме того что вы тут настрочили ссылочку на видео, фото, статьи, проэкты схожие? Быть может сами похожее собирали?

И вот дураки те кто GPS придумал, надо было сначала вас спросить... а то усложнили все зачем-то.

Немного оффтопа. Не так давно наткнулся на труды вот этого человека Игорь РАСТОЛКОВСКИЙ профессор-теоретик )))) так у него тоже все просто ))) Можете посмотреть его блоги, у него много проектов. Проекты просто...  ржу до слез. Вот схемы из его проектов:

комментарий к фото: О, этой эпической фотке подойдёт название "Прототип".

и т.д. и т.п.

Зря смеетесь, Максим. Гений и Шизофреник - очень близкие понятия. И очень часто вопрос даже не в том что "их трудно отличить", а в том что оно действительно "одно и тоже лицо".

Если посмотреть на Цилковского глазами его современников, то он будет не менее смешон. Ведь он даже не то что решал задачи "нереальными", на тот момент методами. Так ведь и сами поставленные им задачи были, в то время, совершенно никому не нужными.

Ну кому, в то время, нужно было решение проблемы жизни в невесомости? Реактивными движками - даже не пахло.

Изобретения тоже имеют разные "уровни".

1. Известная задача решена традиционным решением (инженер)

2. Известная задача решена не традиционным решенем (изобретатель)

3. Не известная задача решена.... (гений).

То есть для гения важно еще и "задачу дурацкую поставить".  Обратная сторона этого: гений по определению будет нищим и не признаным. Это не "трагическая случайность", а закономерность. Свойства его "области деятельности".

А там где "деньги платят", там более умных-пробивных всегда намного больше :)  (да. да. гений - это не обязательно "самый умный", просто как правило "он единственный на данный момент" кому это вообще нужно ).

А по самой теме: kinect, не?

P.S. А самую интересную картинку про санки реактивные  вы не дали ;), не рискну вставлять картинку, но вот ссылка  http://www.nn.ru/data/ufiles/4/65/07/5650760.9.png

А я даже и внимания не обратил, что это экипаж ))))))

Его даже по телеку показывали, вроде адекватный чел, но...

"Прототип" убил просто )))))

К сожалению это Вы невнимательно читайте. Есть такой метод определения координат объекта, известный еще с древности - метод пеленгации называется, который является базовым для остальных и про него я уже написал.

Могу для слоупоков повторить суть еще раз: Для определения положения объекта, надо определить пеленг на цель с разных точек, на месте пересечения прямых, проведенных вдоль каждого из найденных пеленгов, будет находиться маяк. Если дружим со школьной тригонометрией, то сможем определить точные координаты по углам пеленгов, зная расстояния между приемниками. Идея метода стара как мир, например подвониками еще со времен Первой Мировой метод пеленгации применялся для получения исходных данных для рассчета торпедного треугольника: курс, скорость и расстояние. По такому же принципу построены радиокомпасы если шо, которые до сих пор используются в авиационной навигации еще с 20-х годов, когда еще всех этих ваших жыпэсов не было. Простой пример радиокомпаса можно найти в книге Борисова "Юный радиолюбитель" или на сайте http://unradio.ru/?p=1074. Разве что антенна потребуется с узкой диаграммой направленности, ну и вращать её придется. Хотя и это не проблема. Но вот, например, блок-схема без вращения антены http://www.radio.ru/archive/2004/07/29.shtml  всего-то 2 рамочные и одна всенаправленная штыревая антенна. Применяя УЗ или свет такого простого решения не получишь. 

Ну а теперь снова о методах.

Пеленгатор, работающий на амплитудном методе я собирал еще наверное в классе 9-ом.

Приемник: 2-х каскадный радиоприемник прямого усиления (можно и на 1 каскаде, если не далеко, можно и на 3-4х, можно выебнуться и сделать гетеродинный, , можно прямого преобразования, можно с использованием транзисторов, можнос использования ОУ) с детектором - это самая простая схемка после деткторного радиоприемника, пятиклассники собирают без труда. Схемку, можно найти в "Практикум значкиста радиолюбитель", "Юный радиолюбитель" и еще over 9000 книгах, журналах статьях. На выходе обычная стрелочная измерительная головка, которую градуировал замеряя велечину уровня принятого сигнала в зависимости от расстояния до маяка.  Если мощность маяка такая же как и при градуировки, то для вычисления расстояния хватит одного такого приемника. Используя гониометрическую антенну (узконаправленную и вращающуюся, например, на серво) можно определить точные координаты. Если мощность неизвестна и влом делать узконапрваленную антенну, а надо определить точное местоположение то хватит 3-х приемников и школьных знаний планеметрии (метод триангуляции).

Имея под рукой любой мк, ацп и ОУ сделать не проблема, даже паять почти ничего не надо - в том же спаркфане продаются платки с распаянными ОУ и ацп. Разве что самому антену делать (кусок провода, штырь) и приемный контур (конденсатор и катушка), а можно вообще взять ферритовый стержень, намотать на него проволку и взять подстроечный конденсатор, а можно и одним конденсатором обойтись, а можно не конленсатор, а варикап. Частоту выбирай любую. Количество витков, тип феррита для магнитной антенны и емкость конденсатора ищем в книжках для школьников-радиолюбителей, спрашиваем на форумах радиолюбителей или считаем по справочникам для радиоинженеров. Да и вообще простых схем приемников прямого усиления полным полно валяется. Давно уже микросхемы АМ-приемников продаются (только надо будет подыскать микруху, где АРУ и всякие там обратные связи на кристалле не реализованы). Ну а потом оцифровать огибающую с детектора.

Маяк: Да хоть мультивибратор на двух транзисторах или на 2-х элементов И-Не. А можно взять какую нить микруху, например SA602 и сварганить генератор Колпица на ней.

Вот это самый простой способ. Точность невелика и антены придется разносить далеко, зато сделать просто. Уровень школьного радиокружка. Из дорогостоящего оборудования требуется как минимум прямые руки, вольтметр, паяльник и что-нибудь режущее.

Хотите высокую точность? Тогда фазовый метод - точность до 10 в минус 6 степени, самый точный способ из всех существующих.

По фазовому методу построены все военные пеленгаторы, например, древний как гавно мамонтов  (50-е года) "Иртышь" в в Капьяре, да и опытные радиолюбители их спокойно делают. Фазовые пеленгаторы я тоже делал, но уже по работе и по учебе. Они конечно, по-сложнее будут, но и это достижимо.  Тот же ЖПС и ГЛОНАСС определяет координаты пеленгуя передатчик по фазовому методу.

Для нескольких метров, можно обойтись и дешевой аналоговй базой и самым дешевым контроллером с ацп, без всяких там ЖПС и тем более без УЗ, который может и хорош для активной локации, но имеет ряд недостатков. Хотя УЗ приемник будет неплохой альтернативой узконаправленной антенны, если точность не важна, но чем хуже тогда фотометрические методы? Да и банальный и более дешевый амплитудный радиометод подойдет.  Хотя цена фазового и УЗ методов наверное уже будет сравнима.

Для фазового метода собираем ВЧ генератор с ФАПЧ - микросхемы таких генераторов еще с 80-х годов производятся, или же на DDS - готовыу платку можно за килорубль заказать на спаркфане или у китайцев еще дешевле, или сделать самому за пару сотен рубликов, делов то, микруха от AD, кварцевый генератор, флеш память да два стабилизатора питания. К ней rail-to-rail усилитель на ОУ (опять таки, есть уже готовые платки с распаянным усилком) и ФНЧ на ОУ. Это у нас будет радиомаяк. 

Приемник пусть будет иметь 3 равноудаленные антены (расстояние между антенами выбираем кратное длине волны передатчика). Для того, чтобы не городить огород с наносекундными задержками, достаточно просто понизить частоту принятого сигнала. Т.к. фазовые отношения сохраняются, поэтому фазовый сдвиг принятого ВЧ сигнала, исчисляемый пикосекундами, при переносе сигнала в НЧ область, будет уже состовлять микросекунды. Это нам и надо.

Для этого нам понадобиться еще один генератор с низким фазовым шумом, по типу того, что используем в маяке, только с отстройкой частоты на пару килогерц. Принятый и усиленный сигнал с антены и сигнал гетеродина смешиваем при помощи самой примитивной микрухи, например SA612. Таких сместелей нужно будет 3. Получаем на выходе этой микрухе сигнал с 2-мя частотами - одна равноа сумме, другая разности. Фильтруем высокую частоту с помощью активного ФНЧ, например RC-цепочка на входе ОУ (фильтр первого порядка, но лучше больше). Потом гуглим "Фазометр на МК". А можно не париться а вырабатывать прямоугольные импульсы с помощью компаратора а их уже считать с помощью микроконтроллера. Или взять DSP-ишку и сразу на её АЦП, например Лаунчапад с tms320 (чет около 800р) и вычислять фазу каждого из 3-х сигналов уже математически -  преобразование Гильберта и преобразование Фурье вообще классика, даже ничего выдумывать самому не надо, все уже написано. Ну а дальше, зная расстояние между приемными антеннами и отношения фаз вычисляем положение объекта. Чем хорош метод, помимо точности, так это тем шо не зависит от мощности маяка, АЧХ усилителя, не восприимчив к аддитивной наводки. Есть схемы фазовых пеленгаторов вообще на одной микрухе, например http://webhome.idirect.com/~griffith/tdoa.htm

А еще можно использовать ЛЧМ сигналы, ВИЛЧМ сигналы для повышения точности, допллеровские методы, в общем всего-то нужно включить моск, почитать соответсвующую литературу и побродить по форумам радиолюбителей. Примерно та же самая логика применима и для УЗ или оптических способов. Выбор зависит от условий задачи. В этом то и заключается искусство разрабоки.

А вот таки импульсный метод не подходит - надо будет иметь очень крутые фронты

Может еще присоветуйте купить дорогущую видеокамеру и заняться распознованием образов, для задачи. решение которой можно в журнале Радио или Радиомир найти?

Да и вообще задача не нова описана в целой куче книг, журналов, учебниках. Никакой экзотики.

Люди вон радары на коленках собирают (например, https://www.mikrocontroller.net/attachment/27468/osee.pdf)

Гуглим такие слова, как: "охота на лис", приемник прямого усиления, фазовый детектор, фазометер, фазовращатель, фазовременные преобразователи, преобразователи частот,  гониометрические антенны, квадрупольные антенны, диаграмма направленности, радиодальномер, радиовысотометр (авиамоделисты умудряются собирать такие для своих самолетов), усилитель, приемник прямого усиления, супергетеродинный приемник, приемник прямого преобразования, радиолокация, геодезические радиодальномеры, генераторы, модулятор, методы измерения дальности в РЛС, спектральный анализ, преобразование Фурье, преобразование Гильберта, частота, фаза, ФАПЧ, ГУН, счетчик, фазовращатель, фазовременные преобразователи, преобразователи частот

Можете погуглить инфу про "Иртыш", есть даже блок-схема станции.

Эта тема поднималась на РадиоКоте и Радиосканнере.

А вот тут приведен пример доплеровского фазового пелненгатора http://www.silcom.com/~pelican2/PicoDopp/PICO_MORE.html с использованием ЦСП, а тут http://www.reaa.ru/yabbfiles/Attachments/_a_doppler_radio-direction_part_1.pdf вообще без всяких МК на достаточной простой схеме. 

З.Ы.

А глобальная спутниковая связь, на то и глобальная, то что проще и дешевле закинуть на орбиту 24 спутника, которым пофиг на авиацию, ПВО, болтаются там по 7-20 лет и запитываются от солнечных батарей. Радиомаяками такого просто физически не получиться добиться - не везде поставишь, питание нужно откуда то брать, постоянно обслуживать, учитывать климатику и количество гигантское потребуется. Хотя тоочность ЖеПээСа и ГЛОНАССА повышают раставляя радиомаяки. И все это было затеяно только ради навигации ракет, военных судов и военной авиации. А ИНС вещь большая, дорогая и тяжелая, а ИНС для телеметрии необходимой точностью не обладают. Никто бы ради дяди Вани с айфоном такого не стал бы затеявать, а гражданские корабли и самолеты спокойно без спутниковой навигации плавают и летают.

Так что ГЛОНАСС, GPS и Галилео - это просто самые дешевые способ обеспечить глобальную навигацию. А для локальной навигации - используют радиомаяки.

Честно говоря и 20% слов не понял, но 

1. А вправду все что вы перечислили будет работать на растояниях в 3-метра? Там мелкально что-то про длину волны, а еще переотражения, интерференция и т.п. ... вы тут рекомендовали "охоту на лис" гуглить, так из моих воспоминаний детства там на километры бегали. Ни о каких сантимертрах-милиметрах, при расстоянии в 3m речи вообще не шло.

2. Ну а то что GPS приемник пеленгует передатчик - просто повеселило ;)

3. Если все так просто и на уровне радио-кружка 80-тых годов, то может вы порекомендуете где можно купить недорогие готовые решения? А то задача-то навигации в помещении - очень актуальна, а все что попадалось так "мы вот-вот решим за пару-десятаков мегабаксов". По идее тогда такая система должна стоять в каждом робото-пылесосе. Судя по вашему рассказу так должны быть десятки шилдов баксов за $5-$10 раз все так примитивно. Не подскажите как нагуглить?

Дык тут вообще типовая задача, решенная еще на заре радио. Разве что элементная база менятся, что значительно упрощает. Реально делается за один вечер имея под рукой горстку транзисторов, конденсаторов, резисторов, пару диодов да любых датчиков тока/напряжения. Это если чуваку не нужна суперточная и прецезионная аппаратура, а она ему не нужна, иначе бы он здесь вопрос не задавал бы.

Да и вообще, что за мода такая пошла, грубо говоря пихать контроллер туда, где один транзистор справиться? Киннект, УЗ. А давайте еще предложим чуваку датчик на базе 6 АФАР. А че, круто же?  Сможет подсчитать количество лопаток в копрессоре двигателя пролетающего за 200 км самолета и даже не у одного, а у нескольких десятков одновременно, а потом с помощью мейнфрейма на базе Эльбруса определим тип самолета и качество залитого керосина. А лучше вообще облачные вычисления забацаем, GRID какой-нибудь, нейронные сети :)))))

Если амплитудным методом то будет. Мы тренировались с помощью генератора на 1кГц и простого приемника с магнитной антенной в пределах спортзала. Схема была нагло сворована из журнала Радио, не помню какой год, ибо это было лет 15 назад, а журнал был в подшивке за 80-й год.

А шилды обычно на самые модные вещи валяются. Изернет, ЗигБи, Драйверы приводов, GPS вот их много. Просто прикол в том шо тот чел шо сам такукю схему расчитает не купиться на шилд - они очень доргие. Я сам всякие платки заказываю банально из-за лени, ну и фабричное лучше, однако если скажем купит лаунчпад за 300р не  жалко, или там АД9835 за 1000р жаба придушивает, но проще купить, то скажем 200р за плату на которой распаян один транзистор я не отдам, когда он на рынке пару рублей стоит. И я думаю другие такие же. Так шо я даже и не знаю, надо посмотреть, наверняка будут всякие штуки. Знаю точно, что мастер-кит всякие наборы-конструкторы делает для радиолюбителей.

Антенны кстати точно продаются, если вдруг захочеться делать классический радиокомпас, вращать с помощью сервопривода и через определенные углы измерять амплитуду сигнала. Но у антенн есть одно мерзкое свойство - зависимость параметров антены от её геометрии, которая в свою очередь зависит от длинны волны.

А в пылесосах кстати используется УЗ + лазерный дальномер. Но там понятно почему - и то и то отлично отражается от любых поверхностей, а вот с радиоволной так не получиться она тока от металлов отражается.

Вот и вообще для меня если честно немного смутно, зачем искать радиомаяк в небольших пределах? :)))))

Ну дык GPS собственно и использует фазовый метод пеленгации. Приняли сигнал с трех спутников, замерели время задержки между этими сигналами, узнали координаты спутников по альманаху и получили профит. Но там все круто - большие расстояния до спутников из-за этого время задержки большое, и точное время выдает сам спутник, а они синхронизированы по атомным часам, поэтому то GPS приемники такие дешевые. Правда вроде точность для гражданско применения невелика, всего 5 метров вроде бы или сколько?

А насчет навигации в маленьких пределах. Грю надо, конечно погуглить, просто классическое радиолюбительство нынче не очень популярно и крутиться в основном как сделать крутую акустическую систему или поговорить с комбайнером с Кемерова по трансивиру о погоде, то я думаю попотеть придется.

А так, я встречал шилды с операционным усилителем, радиочастотные модули тоже есть, управляемые генераторы.

А так собирались с друзъями на новогодние праздники сообразить пеленгаторы свободных конструкций и на лыжах пойти искать "лису", вот если соберемся, то я может даже попробую че нить на коленках собрать. Самый простой вариант - 3 приемника прямого усиления, выходы которых заведен на АЦП. Велечина сигнала будет обратно пропорциональна расстояния до маяка. Но это если один радиомаяк, а если их несколько, то надо пораскинуть будет мозгами, т.к. антенну делать впадлу и сложно.

Фазовый метод по-сложнее, там нужно подсчитать разность фаз. Частный случай - это считать время задержки между импульсами, но это гемморно. Суть в том, что фазоввые соотношения остаются постоянными, а это очень важно, т.к. можно понизить частоту принятого сигнала путем смешивания как в супергетеродинных приемниках или путем деления частоты, и работать с низкой частотой что проще, а всю обработку производить на микроконтроллере, ибо фазу и частоту можно определить с помощью преобразования Фурье, а билиотек ДПФ и БПФ полным полно, вроде даже и на Ардуино есть. Вот нечто такое по работе делал - надо было посчитать время задержки между двумя сигналами прямоугольной формы с точностью до 50 наносекунд - ставил делитель на 10 и соответсвенно время задержки увеличивалось в 10 раз.

Вот кстати для примера так, немного теории, причем не самой сложной

http://www.laserlocation.ru/chapter1.3.htm

А вообще точность при фазовом методе будет зависить от частоты, тыкну пальцем в небо ибо думать уже не хочу и скажу, что точность определения расстояния будет равна длине волны. 3 метра - это 100 МГц на этой частоте фм радиостанции работают, аналогавая элементная база вполне дешевая, можно даже ацп надыбать на такую частоту. 1м - это уже 300 МГц - это уже мы к телевизионным частотам приближаемся и там уже начинаются проблемы и я бы дальше не полез. Хотя вон есть шилды РЧ-модулей с чатотами 2.4 Ггц, а это уже сантиметров 15, но я бы вот это уже не рискнул бы самостоятельно делать на коленках. Хотя знакомые делали.

А еще есть хитрые способы, например несколько параллельных АЦП, тактированных друг относительно друга со сдвигом фазы (повышаем так частоту дискретизации). Но это уже совсем круто. По-хороше и фазовый метод на коленках сразу без опыта не получиться, он все таки по-сложнее будет, чем УЗ использовать.

Если я вас правильно понял, то амплитудный метод не подходит, по причинам: мощность маяка постоянно плавает и сложность с пелингацией нескольких маяков, а для того чтобы добиться фазовым методом точности 3 см нужны гигагерцы, так может в этом и кроется та самая "простота" реализации? И определение координат в помещении/маленьком пространстве не так просто как кажется?

И если бы был такой шилд за 20$. то он бы пользовался популярностью, но нету...

Еще кстати можешь погуглить схемы детекторов поля, детекторов радиожучков и брать их за базу.

Почему мощность маяка постоянно плавает? Ставим на выходе генератора маяка rail-to-rail усилитель или вообще любую схему на ОУ с обратной свзяью и усе.

А если  и плавает - то самый верный способ - триангуляция, три приемника и смотреть отношения амплитуд. Тут главное чтобы у всех трех усилителей в приемном тракте были одинаковые коэффициенты усиления и низкий уровень собственных шумов.

А насчет фазового метода - длина волны повлияет на минимальную дистанцию которую можно определить и   минимальную дистанцию между приемными антеннами, волна должна уложиться между маяком и приемником, а также между приемниками как минмум один раз. Т.е. гигагерцы то не особенно то и нужны. А вот как только мы удалимся достаточно далеко - на разрешающую способность и точность будет влиять собственный фазовый шум, а вот в нем то вся и ж0па. Точнее сказать не  могу, т.к. надо прикидывать и где-нить подсмотреть формулы, а мне уже этого не хочеться.

Насче шилдов пока не согласен. Во-первых мне думается его цена будет немного подороже, во-вторых я еще пока не совсем понимаю кому это нужно. Просто, если мы делаем автономного робота, то ясен пень проще сделать ик-датчики или взять УЗ локатор - этого ему хватит для обхода препятствий. Если мы хотим сделать радиуправляемую разведывательную   машинку с большой дальностью хода (пара километров) или сигнализацию для автомобиля, или БПЛА, то нам проще взять gps модуль. А вот зачем вычислять расстояние до радиомаяков я не совсем понимаю. Т.е. не имеет смысла шилды такие делать - они не окупяться - задача слишком спецефична. Даже в соревнованиях мобильных роботов вроде нет такого типа где че то надо по радиомаякам делать. У авиации - есть свои конторы где сидят суровые дядьки - им шилды не нужны, для военных свои дядьки, ну еще можь кому надо искать скрытые жучки или скрытую проводку - на это опять есть конторы по безопасности, а рядовому челу такое просто не пригодится. Т.е. я не вижу зачем это в быту может пригодиться. Разве что ради лузлов и профита сделать. Радиолюбителей не очень много, "охота на лис" популярностью сейчас не блещит, да и там слишком умный приемник делать нельзя  по правилам.

Задачка то интересная, и вполне решаемая, но зачем?

И вот точно также думают производители шилдов, им проще драйверы приводов, источники питания, изернет шилды, зигби, блютуз, жпс,жсм,сдма, УЗ, ИК, ЖК, и даже с гироприборами, т.к. это берут все. Вон, насколько у нас популярны дискавери? А ведь при той же цене они в 100500 раз круче ардуино.

Но вообще РЧ модули до 2.4 ГГц есть в пределах 20 баксов. Ну вот я недавно заказал платку с АД9835 -  цифровой синтезатор частоты за 30 баксов до 50 МГц (самому делать раза в 2 дешевле, но влом), ну видел еще шилды просто с генераторами, до 200 МГц, шилды с видеоусилками.  А так то разработать по сходной цене не проблема.

Да и о чем может быть речь, когда частота сотового телефона 1.8ГГц и за 100 баксов найти не проблема, а там ведь помимо РЧ много чего еще. WiFi, блютуз - это уже 2.4ГГц - на них шилды делаются пачками делаются, так шо и там сложности нет, а спрос на них большой. В общем вопрос спроса. Нафига и кому это надо. Те кому это надо, сами все сделают или найдут тех кто это сделает.