Station d'acquisition

Les Besoins

Utiliser des technos PC (PC/carte acqui NI/Linux ou Windows) pour monter une station d'acquisition ayant les fonctionnalités de la station d'acquisition Couscoussière à base VME (68040 VME/carte acqui VME/VxWorks).

Le but est double: prendre en main ces technos PC et répondre aux besoins des manips de Motion Capture.

Pour 2006, les manips prévues sont:

• Couplage MoCap (capteurs CEA) et Vision dans Grimage (DEA commun Bipop/Movi)
• Capture de mouvement pour Demar/Bipop avec MoCap,EMG et quelquefois Gonio et synchro avec d'autre appareils de mesures (Thèse Rodolphe)
• Bras de calibration et de validation des algorithmes de reconstruction de mouvement Bipop/CEA (DRT, peut-être RNTS avec Rossignol)

Les contraintes en résumé :

• Capturer au moins 32 entrées analogiques
• Capturer éventuellement 4 codeurs
• Pouvoir se synchroniser en externe
• Pouvoir être déplacer (trajet dans 1 soute d'avion par exemple)
• Prix "raisonnable"

Présentation de l'Optotrak

• Optotrak, de Northern Digital Inc = Système de Motion Analysis Camera

Nom matériel	Numéro Série	Numéro Inventaire INRIA	Année
Optotrak System Unit	SU-05610	00032534	Aug 2001
Optotrak 3020	C3-03615	00032882	Sep 2001

Définition de la Station

• Carte National Instrument PCIE-6259 (PCI Express)
• PC de bureau "durci" : Shuttle XPC SB83G5
  • Boîtier rigide (alu)
  • Disque de PC portable (moins rapide mais plus robuste)
  • Possibilité de mettre deux cartes d'acqui
• Logiciel dans un premier temps sous Windows XP avec un driver et une API C/C++
• Possibilité d'une solution Linux (driver NI) à étudier

Description du câblage (Juin 2006)

• La carte PCIE-6259 (32 voies) est utilisé pour les expérimentations de Capture de Mouvement Bipop/Demar à Belgrade. On a branché (dans l'ordre de ai0 à ai24):
  • capteur CEA 1 - ai0 à ai5 : Accx, Accy, Accz, Magx, Magy, Magz
  • capteur CEA 2 - ai6 à ai11 : Accx, Accy, Accz, Magx, Magy, Magz
  • capteur CEA 3 - ai12 à ai17: Accx, Accy, Accz, Magx, Magy, Magz
  • semelle droite - ai18 à ai 20 : Heel, Big Toe, Litle Toe
  • semelle gauche - ai21 à ai 23 : Heel, Big Toe, Litle Toe
  • synchro pour le chronométrage - ai24
• Bornier SBC-68 câblé pour la capture de mouvement: câble

• La carte PCI 6035E (16 voies) est utilisé pour 2 manips :
  • Movi/Bipop - 1 capteur CEA (ai0 à ai5) et 1 génération de synchro (crt0) pour la caméra numérique et la couscoussière 2 (acquisition des codeurs)
  • Kondo/plateforme de force - ai6 à ai9: FSR1 à FSR4

Description Logicielle sous XP

Utilisation Ni-DAQmx/Scilab - Comment démarrer ?

• Connexion sur le PC/Windows XP : chimay.
  • compte invité (mot de passe SED) pour les utilisateurs de la station d'acquisition
  • compte mrv2 pour les administrateurs.

Dans les 2 cas, sur le bureau, on retrouve les icones :

Measure & Automation : Logiciel Ni-DAQmx qui permet de configurer et faire de l'acquisition à travers une interface graphique. On retrouve sur la gauche 1 arbre :

• Voisinage de données
• Périphériques et interfaces : voir les cartes connectées et leur config et tester les acquis.
• Echelles
• Logiciels
• Taches VI Logger permet de définir et réaliser l'enregistrement des données. Il y a 3 configurations réalisées en adéquation avec le cablage des 3 manips décrites ci-dessus :
  • MotionCapture-Belgrade
  • MotionCapture-Vision
  • Piezo-Platform Pour chaque configuration, on retrouve dans la fenêtre principale 2 onglets importants:
  • TaskAttributes permet de fixer le répertoire où exporter le fichier de données, fixer les paramètres de la tâche d'acquisition (voies d'entrées, période d'acqui, déclenchement, cadencement). Par défaut, l'acqui est cadencée à 1 Khz. Lancer / Stopper l'acquisition
  • RealTime Data Permet la visualisation des données en temps-réél (aprés avoir lancer la tâche d'aquisition (Run Task). On dispose alors d'un "oscillo" à n voies. On peut masquer des voies, changer les échelles (menu avec click droit souris) etc...

Après un stop tâche (Stop Task), le logiciel crée un historique des données (date et heure) sous une feuille. Pour exporter les données, sur cette feuille, on clique droit souris et on sélectionne l'item export data du menu.

Par défaut, les données exportées sont dans des sous-répertoires sous: C:\Documents and Settings\All Users\Documents\VI Logger Data. Le format de données ascii comprend un en-tête et les données (1er colonne le numéro d'échantillon, N+1 colonne la voie N) séparés par des espaces.

Scilab On peut ensuite traiter les données sous scilab. Il existe 2 icônes sur le bureau (Mocap pour Belgrade et Piezo platform pour la plateforme de force pour le Kondo) qui permettent d'accéder aux données par une interface graphique. Dans le menu-bar de scilab, on retrouve à droite une rubrique Piezo ou Mocap. On peut alors par les item de ce menu : * Load charger les données exportées auparavant par NiDAQmx * View Info voir la description succinte des données * Parameters parametrer l'application * Faire les plots des données. De facon textuelle, on accède aux données (GLOB_datas avec 1ère colonne le numéro d'échantillon, N+1 colonne la voie N) pour des traitements plus élaborés. Un exemple de calcul de moyenne sous Scilab sur la voie 1 :

--> mean(GLOB_datas(:,2))
 ans  =
    3.1668476  

Utilisation de l'API C++ Ni-DAQmx

Pour des cas plus complexes (synchronisation avec calcul de sous horloge, procédure de calibration,...), on peut utiliser une dll sous visual C++. On retrouve 3 icônes sur le bureau :

• acq exemple de synchro pour la manip Vision (1 capteur CEA + 1 synchro caméra sous blinky)
• Aide daqmxcfunc documentation des fonctions de base
• Samples DAQmx ANSI C exemple type d'utilisation

TODO

Divers

A faire

• Prépa des manips de Belgrade (GerardBaille, RogerPissard, ChristineAzevedo, RodolpheHeliot)
• Evaluation de Linux/Comedi pour l'acqui. (NicolasTurro)
• Evaluation du fonctionnement en controleur

Fait

• Choix de la carte d'acquisition (GerardBaille)
• Contacter National Instrument (JeanfrancoisCuniberto)
• Choix et mise en oeuvre du PC sous Windows-XP (NicolasTurro)

Liens

• National Instruments
• Les drivers Comedi sous Linux
• Real-Time Linux Biological-Experiment Control project

-- SedGroup - 6 June 2006