El posicionamiento es una ciencia por sí solo. Por lo tanto, cada método tiene sus pros y sus contras y son adecuados para ciertas aplicaciones pero no para otras.
Para un sistema autónomo, su mejor opción es una Unidad de medición inercial o IMU. Será la solución más rentable pero a expensas de la precisión. Como dijiste, el problema con las IMU es que acumularán errores con el tiempo. Llegaré a esto más tarde.
Una solución basada en radar, lidar o sonar para la medición de posición todavía no es esencialmente autónoma porque necesitará características mapeadas en el entorno, en función de estas características puede triangular su posición. Pero el costo y el beneficio de tener transmisor y receptor en la misma unidad tiene poco sentido.
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Así que pasamos a sistemas distribuidos, donde el transmisor y el receptor están separados. Un sistema basado en cámara también es bastante similar, ya que la cámara y el objeto de posicionamiento están separados. Incluso en la mayoría de estos, la orientación o “actitud” del objeto probablemente se extraerá de una IMU, ya que será más rentable con el nivel de precisión aceptable.
Se puede construir otro sistema interesante basado en el principio de inducción de campo magnético. Las bobinas en la unidad móvil están orientadas de tal manera que la posición puede calcularse suponiendo que la unidad base generadora de campo magnético es estática. Este es el posicionamiento cerca del campo. Y puede funcionar para usted, excepto que creo que no podrá colocar las bobinas en un lápiz. Cuando mueve el dispositivo con la unidad base fija, se inducen corrientes en las bobinas, que se pueden medir. La medición de las corrientes le dará una velocidad que se puede acumular para darle una posición.
Así que volvamos a la IMU. Para la orientación, no hay nada mejor que eso y es bastante preciso, especialmente si usa los magnetómetros con un campo magnético calibrado, que puede ser el norte magnético, o una estación base o campo magnético ambiental. Para la posición, las cosas se vuelven difíciles. Los acelerómetros dan una salida combinada, fuerza gravitacional y la aceleración lineal aplicada al objeto. Si conoce la orientación, el efecto gravitacional se puede restar para obtener el residuo, que es la aceleración aplicada. Necesitará acumular esto dos veces para obtener la posición (junto con las salidas de los giroscopios). Si acumula constantemente, su error también se acumulará y aumentará con el tiempo, de modo que después de algún tiempo sus mediciones serán inútiles. Pero tu aplicación es única. Usted ve, un lápiz no se mueve constantemente con cierta velocidad, ni acelera con una determinada función durante largos períodos (me refiero a minutos). La mayoría de las fuerzas aplicadas a un lápiz serán de corta duración, y probablemente de naturaleza errática. Lo que significa que puede salirse con la suya acumulando solo en ciertos períodos y poniendo el sistema en espera el resto del tiempo. Además, si sabe que su objeto estará sujeto a fuerzas o sacudidas de cierto umbral, también puede filtrar sus períodos relevantes de acumulación e ignorar el resto.
Lo que describo son descripciones muy simplistas de sistemas significativamente más complejos.
Perdón por el idioma o los errores tipográficos, escribí esto en mi teléfono mientras viajaba.
