Funkpeilbausatz - Peilvorrichtung - Positionsbestimmung

[arthur_dent]

Hallo!

Ich greife nochmal eine Anregung von Marvin42 auf:

Meine Frage lautet daher:
Wie kann man die Kompetenzen des Forums motivieren einen Funkpeilbausatz aufzulegen. Ich glaube eine Menge Leute würden damit ein ganzes Stück weiterkommen. Wenn ich sehe auf was für gelungene Bausätze wir schon zurückgreifen können sehe ich eine echte Chance

Ich wäre SEEEHR an so was interessiert.
Müsste aber Lego-RCX und/oder Fischertechnik-Interface-kompatibel sein.

Beide Geräte messen
- analoge Widerstands(!)änderungen im Bereich 0- 6 kOhm an den analogen Ports
- und z.B. einen Widerstand von >3 kOhm als "0" sowie von <100 Ohm als "1" an den digitalen Ports

[ThSteier]

Hallo,

das Interface dürfte bei der Geschichte das weitaus kleinste Problem darstellen...

Mal ein paar Gedanken dazu:

1. Die Geschichte sollte (auch für Nicht-Funkamateure) im legalen Rahmen bleiben. Also müßte zumindest ein zugelassener Sender zum Einsatz kommen und auf einem "öffentlichen" Frequenzband betrieben werden. In Frage kommen eigentlich nur 433 MHz ISM, 868 MHz ISM und 2,4 GHz ISM - wobei auf 868 MHz allerdings keine Dauersendungen erlaubt sind und das 2,4GHz-Band stellenweise heftigst durch WLAN, Videoübertragung usw beeinträchtigt ist. :(

2. Die Genauigkeit der Ortung (sprich, die Winkelauflösung) nimmt mit steigender Frequenz zu, der technische Aufwand allerdings auch - letzteres gewaltig. Dafür (falls das ein Trost ist) werden die notwendigen Antennen kleiner.

3. Die Genauigkeit nimmt auch im Idealfall linear mit der Entfernung zwischen Sender und Empfänger ab - bei zwei bestimmten Richtungen sogar quadratisch.

3. Zur Richtungserkennung gibt es mindestens zwei Möglichkeiten, wenn man von einem rundstrahlenden Sender ausgeht:

3.1 Am Empfänger wird (zB mittels Servo) eine Richtantenne geschwenkt und die Richtung der größten Feldstärke bestimmt. Das ist technisch relativ einfach lösbar, die Genauigkeit hängt aber von der Richtcharakteristik der Empfangsantenne ab - und dort stößt man schnell auf Platzprobleme.

3.2 Man verwendet zwei (für 180° Abdeckung) oder vier (für 360°) einfache Stabantennen mit jeweils eigenem Empfänger, und wertet die Phasenverschiebung des Empfangssignales an den einzelnen Antennen aus. In irgendeinem "Funkamateur" (http://www.funkamateur.de/) gab es mal einen Beitrag darüber, die Sache war allerdings reichlich komplex. Wenn ich es (wieder-)finde, schreibe ich noch etwas dazu.

4. Mit zwei Sendern in einer Bake könnte man auch das Prinzip der Flugfunk-VORs (oder Leuchttürme ;)) nachempfinden:
Eine Kombination aus Sender und Richtantenne rotiert und strahlt dabei ein Dauersignal ab. Ein zweiter Sender arbeitet als Rundstrahler und strahlt jedemal dann einen Impuls ab, wenn der rotierende Strahl die Nullmarke durchläuft. Aus der Differenz zwischen beiden Signalen kann der Empfänger dann seine Position relativ zum Sender bestimmen. Man erhält aber auch nur einen Richtungsvektor, für eine zweidimensionale Ortsbestimmung wären zwei solcher Baken auf getrennten Kanälen erforderlich, auch der mechanische Teil ist hier am aufwendigsten.

Vielleicht wäre es am einfachsten, sich auf ein Prinzip zu einigen und dieses dann erstmal mit optischen Komponenten (Laser, IR-LEDs/-Sensoren) auf Tauglichkeit zu überprüfen. Wenn das Konzept stimmt, kann man sich den HF-Teil später immer noch antun. ;)

Viele Grüße,
Thomas

[sep]

Das Problem von Funk sind desweiteren Reflektionen und daher Mehrwegeausbreitung, Echo, etc.

Und da die Wellenlänge von GHz/MHz-Wellen doch recht groß ist (cm, m) ist es unmöglich damit entfernungen zu messen. Winkel würden ja eigentlich reichen - aber wie soll man einen reflektierten Wellenzug von einem direkt abgestrahlten unterscheiden?
-> Man könnte mit sehr guten Uhren oder entsprechenden Codes und ein bisschen Signalverarbeitung versuchen die Echos zu unterdrücken (denn des gewünschte direkte Signal wird immer als erstes beim Empfänger eintreffen)

Also: Lange Sende-Pause dann kurzes Signal am besten irgendwie Codiert raushauen.

Peilantennen könnte man mit ordentlichem Aufwand sehr schön bauen, indem man ein Antennenarray aufbaut und einen DSP hinterherschaltet. Dann braucht man keine mechanisch bewegten Teile.

Wenn man das ganze mit irgendwelchen Walkie-Talkies bauen würde, wäre das nichteinmal illegal - den Sender müsste man ja nicht modifizieren.

Problematisch ist vermutlich eine sinnvolle Genauigkeit zu erreichen. Abgesehen davon das HF kein Kinderspiel ist, werden schon so ganz prinzipbedingte Probleme für so große Ungenauigkeit sorgen, dass der Einsatz des Systems hinfällig wird.

Sinnvoll ist es in meinen Augen eh nicht, denn die wenigen brauchbaren Frequenzen für so einen Mist zu vebraten ist Verschwendung. Wirklich Autonom ist die Lösung dann auch nicht, und letztendlich: Wir werden eh schon ständig "bestrahlt" - mehr muss da nicht sein.

Interresant wäre da eher DGPS und was es sonst so gibt.

[arthur_dent]

Hallo,
Frage eines absoluten Technik-Laien:
was haltet ihr denn von moduliertem (Infrarot ?-) Licht als Sender?

(Im Prinzip wie aus Fernbedienungen - bei den Empfängern natürlich ähnlich.)

Es sollte allerdings drinnen wie draußen funktionieren - auch bei Sonnenlicht...

[Andun]

Das Problem bei Licht ist halt der nötige Sichtkontakt. Sonst ist das ganze hier aber schon öfters gemacht wurden. Mit IR-Baken und Empfänger die, glaub ich, in Photodosen mit nem Schlitz waren.

Musst du mal danach suchen.

Aber hier wird wohl eine Variante gesucht, die nicht unbedingt eine Sichtverbindung vorraussetzt.

Andun

[marvin42x]

@ Andun: Ich schließe mich hier an
@ arthur_dent: Danke das Du die Funkpeilung hier noch mal zum Thema gemacht hast. Die Zeit ist knapp bis die Vogonen kommen, bis dahin müssen wir fertig sein :-)
433 MHz , 868 MHz scheinen mir die Kandidaten, möglicherweise in einem Impulsmodus. Diese Sender und Empfänger sind z.B. sehr billig in Kabellosen Türklingeln(5-10€). Ich suche verzweifelt einen Link den ich schon mal hatte. Dort waren viele Funkmodule preiswert zum Verkauf, mit technischen Daten. Die Auswertung der Ausgangssignale von zwei Empfängern auf Phasenverschiebung dürfte gar nicht so aufwendig sein. Das ganze wäre z.B. als drehbare Zweiantennenanlage vorstellbar.

Verregneter Gruß Aus der Hauptstadt

[marvin42x]

@ sep: Die Punkte Reflektionen und Störungen hört sich nicht ermutigend an. An eine Entfernungsmessung wage ich ja gar nicht zu denken. Eine Winkelmessung und drei Funkbaken würden es schon tun. Du hast völlig Recht, wirklich autonom ist die Sache nicht. Autonom ist aber ein sehr hohes Ziel. Die Jahre bis zur Erreichung dieses Ziels könnten viele schon mal wohlgemut damit verbringen ihren Rasen mähen zu lassen, ihre Blümchen gießen zu lassen, schauen wo sich ihr Pferd gerade aufhält usw.
Netter Gruß

[sep]

Wenn es sich um Tätigkeiten im Freien handelt (Rasenmähen, Pferd überwachen) empfehle ich seit neuestem DGPS http://de.wikipedia.org/wiki/DGPS

Das ist mit vertretbarem Aufwand umsetzbar (2 GPS-Empfänger ein PC, Funkkommunikation zum µC)

u.U. kann man das schon fertig kaufen. Nur in Innenräumen, Kellern etc. wird das nicht funktionieren.

Ich weis ja nicht, wie genau so ein Funkpeilgerät ist, aber vielleicht probiert das mal einer aus?
-> altes Walkie-Talkie nehmen, Antenne runtermachen und durch große Spule ersetzen. Dann mit dem anderen Walkie Talkie Pulse senden und am Oszi schauen ob die Amplitude des empfanenen Signals sich ändert, wenn man die Ringantenne dreht.

Ich fürchte halt, dass man den Winkel nur so auf 90° etwa genau bekommt... Und das bringt ja nicht viel.

[marvin42x]

@sep: Für Robbis Verrichtungen brauchst du manchmal die Genauigkeit auf 1cm (Rasenkante, Blumentopf, was weiß ich. DGPS erfüllt das noch nicht wirklich. Ich hoffe aber das die Funkpeilung auf kürzere Distanz dem nahe kommen kann.
Wenn ich deinen Vorschlag richtig verstanden habe ist die Walkie-Talkie Peilung eine Signalstärkenpeilung. Das hatte ich auch schon mal angedacht, scheint aber durch Pegelschwankungen zu ungenau. Wenn du die Ausgangssignale von zwei Empfängern aufs Oszi gibst müsstest du aber den Phasenversatz durch unterschiedlichen Abstand der Antennen zum Sender sehen können, egal wie der Pegel schwankt. Beispiel: Zwei Stabantennen im Abstand von 20cm auf einem Drehteller. Wenn die Phasen sich decken steht die gedachte Verbindungsachse zwischen den Antennen genau so, dass eine senkrechte Linie aus der Mitte der Verbindungsachse auf den Sender zeigt. Dieser Art von Peilung räume ich die besseren Chancen auf Genauigkeit ein.

Netter Gruß

[sep]

Ich glaube nicht, dass es ein Funkpeilverfahren gibt, dass genauer als 10..20 cm ist. Selbst wenn man Winkel messen würde - so furchtbar genau geht das ja auch nicht.

denk mal: Wenn du den Winkel zu einer 10 m Entfernten Station misst so entspricht ein Fehler von nur 0.057° einer Abweichung von 1 cm
oder ein Fehler von 0.57° der Abweichung von 10 cm ...
Das bedeutet aber umgekehrt, dass wenn du auf 1 cm messen willst, du über 6300 Schritte pro Vollkreis abtasten musst. Sicher, du brauchst nicht alle ständig abzutasten, aber ab und zu halt schon.

Und wenn der Leuchtturm weiter weg steht wird das noch schlimmer...

Entfernungen feiner aufgelöst als die Wellenlänge zu messen ist auch sehr schwierig.

Aber das macht auch gar nichts, denn wofür gibt es Inertialnavigation? Es reicht die Position mit einem kalkulierten Fehler über, sagen wir DGPS, zu ermitteln - die exakte Position erhält man dann über
- Odometrie
- Accelerometer, Gyroskope
- Bilderkennung
...
Und einen Kalmanfilter...

[Vogon]

... die Ausgangssignale von zwei Empfängern aufs Oszi gibst müsstest du aber den Phasenversatz durch unterschiedlichen Abstand der Antennen zum Sender sehen können ...
Dazu müssen die Funkbaken aber Phasen synchron senden. Wir arbeiten ja mit Signalen bei Lichtgeschwindigkeit. Die zu messenden Zeiten sind bei der Schaltgeschwindigkeit von "einfacher" Elektronik kaum noch zu erfassen.
Dazu gab es schon mal eine Diskussion: https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=12261#12261
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=28813#28813

[marvin42x]

@ sep: Ich finde Du hast die Problematik und Grenzen der Genauigkeit sehr zutreffend beschrieben, auch bei der Frage wie man den "Rest" an Genauigkeit erschlägt bin ich ganz Deiner Meinung. Meine Vorgaben der Genauigkeit sind ein wenig provokativ weil ich mich am liebsten erst dann geschlagen gebe wenn ich wirklich geschlagen bin. Was hält uns ab auf 1/10 grad genau zu peilen? Aber auch 10cm Genauigkeit wären nicht zu verachten.
@ Vogon: Danke für den interessanten Thread. Dort wird , wenn ich es richtig verstanden habe, die Phasenverschiebung aber zur Entfernungsmessung herangezogen. Bei der Peilung die hier gerade ansteht wird sie zur Richtungsmessung genutzt. Das macht die Sache m.E. deutlich einfacher. Z.B. Bake 1 wird aufgefordert zu senden und 2 Empfänger richten sich auf die Bake(Sender) durch vergleich der Phasen der Empfänger aus. Wenn man die Phasengleichheit einmal von rechts und einmal von links anläuft hat man zwei Winkel an denen der Komperator das erste mal anspricht. Die Mitte davon sollte der maximal genaueste Winkel sein den man erreichen kann. Der Komperator oder Vergleicher ist aus meiner Sicht auch das einzige zu lösende Teil. Ein Vergleicher auf den man zwei Empfänger setzt. Der Rest ist individuelle mechanische und programm-technische Ausgestaltung. Sender und Empfänger bekommt man fast schon hinterhergeworfen.

[arthur_dent]

Hallo,
und, was ist nun das Ergebnis?
Wer baut jetzt so einen gesuchten Bausatz?

[marvin42x]

Ich glaub das wird nix und die Vogonen sind auch schon da. War aber den Versuch wert. Vielleicht ist die Zeit noch nicht reif dafür. Wir sehen uns dann im Restaurante am Ende des Universums.

[marvin42x]

Hier ein interessanter Link zum Thema Funkmodule: http://www.rfsolutions.co.uk/acatalog/index.html

[Vogon]

Hallo @arthur_dent, hallo @marvin42x

Die Peilung sollte so wie beschrieben machbar sein. Der Haken an der Sache ist, bei den fertigen Modulen wird man nicht an die Signale kommen. Selber bauen kann ich so etwas auch nicht und kenne auch keinen der es machen will.

Als Alternative werde ich mir noch mal anschauen wie das mit der Induktionsschleife bei meinem Rasenmäher geht und ob ich es auch bauen kann. Den Rasenmäher habe ich beim Peilen beobachtet. Er dreht sich langsam nach beiden Seiten und fährt dann in Richtung Ladestation.
Mit seinen beiden Sensoren macht er das vermutlich so wie von @marvin42x beschrieben.

Auch wenn das nicht das ist wo wir hin wollen, es ist aber machbar und funktioniert auf den Zentimeter. Mit dem Nachteil der Schleife um den Arbeitsbereich kann ich erst mal leben.

Edit: Ich habe gerade was gefunden, ich glaube das ist es !
http://people.freenet.de/dl7ahw/Peiler.htm

[marvin42x]

Ist vielleicht als erster Schritt vernünftig (backen wir halt kleine Brötchen, knurr). Dann könnten wir nächstes Jahr wenigstens schon mal was mähen. Die Feldsensoren waren glaube ich auch nicht teuer, so um 7.50€ wenn ich es noch richtig in Erinnerung habe.
Und zwar hier: http://www.auto-mower.com/ersatzteile_automower-2004.htm
da haben wir ja wunderbare Threads zu. Allein der Sender für den Draht ist noch notwendig. vielleicht ist der auch nicht teuer. Dann würden wir uns die Bauerei sparen. Hier noch was zum Leitdraht: http://www.goetting.biz/de/induktiv/einf_3.html
Man kann das ja auch als Vorbereitung auf die Nahfelderkennung betrachte.
Aber eigendlich möchte ich eine Funkpeilung. Ich geh jetzt erstmal heulen.

[Vogon]

Aber eigendlich möchte ich eine Funkpeilung. Ich geh jetzt erstmal heulen.

Davon rate ich dir ab. Sonst fallen die Rostbröckchen demnächst aus dem Mund.

Den Plan für den Sub-Etha-Sens-O-Matic kann ich dir nicht geben, aber was hälts du von dem Peiler ? http://people.freenet.de/dl7ahw/Peiler.htm

[marvin42x]

@ Vogon: Gut, hör ich erstmal auf zu heulen, kann ja später weitermachen, interessiert sich ja sowieso keiner dafür ob es mir gut geht.
Der Link ist ja genau das was mir vorschwebt klein und handlich. Ich blick zwar noch nicht durch wie er unter dem ganzen Funksalat genau seine Frequenz rausfiltert aber er tut es, und mit ganz wenig Mitteln.
Hier noch zur Ergänzung alle Frequenzen im Überblick: http://www.elektrosmog.de/Frequenzplan.htm
Wenn ich es richtig verstanden habe ist das 70cm Band auf dem der Peiler arbeitet ca. 433Mhz. Das 23cm Band wären ca. 2,4 Ghz (hat ThSteier weiter oben erwähnt) was die Antennen deutlich verkleinern würde.
Danke noch mal für den Frischwind.

[recycle]

@sep: Für Robbis Verrichtungen brauchst du manchmal die Genauigkeit auf 1cm (Rasenkante, Blumentopf, was weiß ich. DGPS erfüllt das noch nicht wirklich. Ich hoffe aber das die Funkpeilung auf kürzere Distanz dem nahe kommen kann.

Ich glaube, wenn du für deinen Rasenmäher eine auf den cm gernaue Peilung brauchst, solltest du dein Konzept nochmal überdenken.

Auf den cm genau führt man einen Rasenmäher doch nichtmals, wenn man von Hand mäht.
Auch dabei überlappt man die Bahnen, fährt eventuell mal ein Stückchen in die Beete und es bleiben kleinere Streifen für den Kantenschneider stehen.

Ein autonomer Rasenmäher sollte auch ein paar Sensoren haben, die verhindern, dass er irgendwas häckselt, das versehentlich auf dem Rasen liegen geblieben ist. Diese Sensoren können auch verhindern, dass er vor den Baum oder die Hauswand fährt.
Bei Blumenbeeten muss man die Primeln ja nicht unbedingt bis an die Rasenkanten pflanzen und kritischen Stellen könnte man vielleicht auch irgendwie so einfassen, dass sie ein Hindernis für den Roboter bilden.

Die Ungenauigkeit der Peilung müsste man eigentlich auch etwas durch zusätzliche Odometrie kompensieren können.
Im Gegensatz zur reinen Odometrie, addiert sich die Ungenauigkeit der Peilung ja nicht mit jeder weiteren Bahn, sondern man hat konstante Fehlergrenzen.

Ich habe den Link zu DGPS weiter oben mal überflogen und finde schon, dass sich das recht interessant anhört. Allerdings ist mir noch nicht klar, welche Genauigkeit sich da mit Bastlermöglichkeiten rausholen lässt.

Wenn man einen GPS Empfänger als Bezugspunkt fest im Garten montiert, einen 2. auf den Roboter setzt und dann die empfangenen GPS-Positionen voneinander abzieht, müssten sich die Fehler in den GPS Daten doch eigentlich aufheben und die relative Position zum Bezugspunkt übrig bleiben.

Mit zwei seriellen GPS-Mäusen, einem seriellen Funkübertragungsset und einem PC für die Berechnung, müsste das halbwegs machbar sein.
Frage ist allerdings, ob einfache bezahlbare GPS Mäuse dafür ausreichen.
Wenn die GPS-Empfänger selber noch grössere individuelle Fehler in die Auswertung reinmatschen oder DGPS genauere, bzw. andere Daten erfordert als "normales" GPS, taugt das natürlich nichts.

[marvin42x]

@ recycle: Ich wollte eigentlich beim Rasenmähen nicht aufhören. Pflanzen bewässern, Boden lüften, Blätter einsammeln, Wege fegen, abends Wege beleuchten, nachts Wache schieben usw. sollte er schon können. Dafür baue ich ihn modular. Eine Fahrmodul und unterschiedliche Aufgabenmodule die er sich selbst holt. Ich bin auch deiner Meinung das man dem Robi durch Gestaltung helfen sollte, Wegbegrenzungen und so was. DGPS sollte auch in Betracht bleiben. Wie der Link von Vogon zeigt besteht aber eine reelle Chance, dass das Funkpeilen recht simpel und billig bleibt.

[Vogon]

@recycle: Du hast natürlich Recht. Es gibt viele Wege zum Ziel.

Meiner ist sicher der TEUERSTE gewesen. Ich habe mir für fast 2000€ einen Automower gekauft. Für Electrolux sicher wünschenswert, wenn das andere auch so machen. Aber nicht jeder der Rasen mähen muss, kann und will das bezahlen.

Der Wunsch nach einem Selbstbau-Mäher haben doch recht viele. Wie man die Mechanik und die dazu gehörenden Sensoren baut wissen hier fast alle. Wenn des Gerät aber einen ausreichenden WAF haben soll, muss er aber Blumen- und Froschteichsicher unbeaufsichtigt im Garten herum fahren können.

Die Lösung mit der Induktionsschleife ist erst mal die Lösung mit der das geht. Soll das aber alles sein ? Dazu hat vermutlich jeder hier seine Ideen und Wünsche.

Leider haben wir aber noch nicht eine einzige nachbaufähige Lösung. ( .. doch den UDO5 http://www.betuwe.net/~mowbot/Mowing/mowing.html )

Wir brauchen Lösungen:
Ladestation suchen und andocken
Induktionsschleife
Odometrie
Baken mit IR, US, oder Funk
GPS, DGPS

[recycle]

@marvin42x


@ recycle: Ich wollte eigentlich beim Rasenmähen nicht aufhören. Pflanzen bewässern, Boden lüften, Blätter einsammeln, Wege fegen,
....
....

Da hast du dir ja einiges vorgenommen.
Bei dem Pensum kommen ja gleich 2 ganz neue Optionen ins Spiel:

a) Dass die Navigation nicht so 100% ig genau ist fällt gar nicht weiter auf, da der Roboter wegen ständiger Weiterentwicklung niemals wirklich zum Einsatz kommt.

b) Du gehst die Navigation ganz zuletzt an, weil bis dahin im Rahmen der Terrorismusbekämfung jedes paar Socken mit einem auf dem Millimeter genau ortbaren Sender bestückt wird und du jederzeit auf dem Webserver des Innenministeriums abfragen kannst wo sich die Einzelteile deines Roboters befinden.

OK, blöder Scherz.

Dass man für so einen Roboter mehrere Aufgaben vorsieht und schon ein bischen weiter plant, macht natürlich Sinn. Allerdings sehe ich bei den weiteren Aufgaben auch keine, für die die Peilung genauer sein muss als beim Rasenmähen.
Wenn die Bahnen beim Boden belüften, Blätter sammeln, Wege fegen oder beleuchten etwas überlappen schadet das ja auch nicht mehr als beim Rasenmähen.



Wie der Link von Vogon zeigt besteht aber eine reelle Chance, dass das Funkpeilen recht simpel und billig bleibt.

Ich habe ja auch gar nichts gegen die Funkpeilung gesagt, sondern dagegen, dass jemand anderes diese durch die Anforderung einer auf den cm genauen Peilung auschliessen wollte.

[recycle]

@Vogon

@recycle: Du hast natürlich Recht. Es gibt viele Wege zum Ziel.

Meiner ist sicher der TEUERSTE gewesen. Ich habe mir für fast 2000€ einen Automower gekauft.

Naja, dafür hast du aber jetzt Zeit einen Rasenmähroboter zu entwickeln, während die andere ihren Rasen mähen müssen ;-)


Der Wunsch nach einem Selbstbau-Mäher haben doch recht viele.
Ich weiss. Wenn ich mal nen Rasen habe, kommt der Wunsch bei mir ja vielleicht auch auf ;-)


Wie man die Mechanik und die dazu gehörenden Sensoren baut wissen hier fast alle. Wenn des Gerät aber einen ausreichenden WAF haben soll, muss er aber Blumen- und Froschteichsicher unbeaufsichtigt im Garten herum fahren können.
Da habe ich auch nichts gegen gesagt/geschrieben.
Ich habe nur geschrieben, dass das nicht einzig Aufgabe einer Peilung sein muss, sondern auch andere Sensoren mit zur Lösung herangezogen werden sollten.
Die Navigation über Peilung funktioniert ja nur zusammen mit einer Karte.
Ich glaube nicht, dass es den WAF steigert, wenn die Peilung zwar cm-genau funktioniert, das neue Blumenbeet aber trotzdem abgemäht wird, weil das nächste Kartenupdate erst fürs kommende Wochenende geplant war ;-)

Deswegen meine ich, dass sich ein Rasenmäh-Roboter schon alleine aus Sicherheitsgründen nicht nur auf eine genaue Peilung verlassen darf sondern auch andere Sensoren mitbringen muss. Diese ermöglichen dann aber vielleicht auch, dass die Peilung weniger genau sein darf.


Die Lösung mit der Induktionsschleife ist erst mal die Lösung mit der das geht.
Die nutzt übrigens auch nichts, wenn die Haushaltsvorsteherin ihre neuen Badelatschen von Gucci auf dem Rasen vergessen hat ;-)


Soll das aber alles sein?
Nein, das soll es nicht.
Deswegen habe ich ja auch DGPS, bzw. die Möglichkeit das Prinzip von DGPS zu nutzen noch mal angesprochen.
Das war als ergänzende Möglichkeit nicht als Ersatz gemeint.

Ich habe mir gestern nochmal in einem Terminal-Programm angesehen, was mein GPS Empfänger so von sich gibt.
Die Daten kommen als kommaseparierte Textzeilen, wie man diese entschlüsselt findet man im Internet. Ein Programm zu schreiben, das die Positionsangaben von 2 Empfängern vergleicht sollte nicht so kompliziert sein. Frage ist halt nur ob man mit dem Ergebnis was anfangen kann.

Eine andere oft genannte Möglichkeit ist US.
Problem dabei ist unter anderem die Fehlerquelle Wind. Aber eventuell kann man den ja ruschrechnen.
Wenn man 3 oder 4 US-Empfänger an den Eckpunkten des zu überwachenden Gebietes verteilt, über Kabel miteinander verbindet und der Roboter regelmässig eine Art Ping sendet, müsste man ihn über die unterschiedlichen Laufzeiten orten können.
Wenn die US-Empfangsstationen sich regelmässig auch selber anpingen, müsste man auch den Fehler durch Wind rausrechnen können, da hier die Abstände bekannt sind.

[arthur_dent]

Hi,

Leider haben wir aber noch nicht eine einzige nachbaufähige Lösung.
ich hoffe, das beziehst du nur auf die Peilung, nicht auf das Rasenmäher-Robot-Basisgerät.

Denn DA hätten wir ja was:

http://www.mindstormsforum.de/bilder/details.php?image_id=70

http://www.mindstormsforum.de/bilder/details.php?image_id=72

=D>

[Vogon]

Erst mal meine Gedanken dazu.
Grundsätzlich zu beachten sind die "Asimovschen Gesetze" ! [-X

1. Ein Roboter darf keinen Menschen verletzen oder durch Untätigkeit zu Schaden kommen lassen.
2. Ein Roboter muss den Befehlen der Menschen gehorchen - es sei denn, solche Befehle stehen im Widerspruch zum Ersten Gesetz.
3. Ein Roboter muss seine eigene Existenz schützen, solange dieses sein Handeln nicht dem Ersten oder Zweiten Gesetz widerspricht.
Ich denke das wird so, Jeder bauen wollen. Aber wenn der Roboter zusätzlich noch was sinnvolles machen soll, muss er wissen wo er sich befindet.

Stand der Technik ist:

Der Roboter muss die Grenzen seines Arbeitsbereichs mit absoluter Sicherheit erkennen. Eine Mechanische Grenze die er nicht überwinden kann ist Optimal aber das will niemand haben.

Die Induktionsschleife erfüllt das am sichersten. Beim UDO5 bin ich mir nicht sicher, ob er immer erkennen kann, ob er sich innerhalb oder außerhalb der Schleife befindet.

Auch die optische Auswertung der Rasenkannte halte ich nicht für sicher.

Dann haben wir noch Baken.
Meine Idee mit RFID wird von Vorwerk für Service-Roboter im Haushalt und Büro entwickelt. Ob das auch im Garten geht muss sich noch zeigen.
Bei IR wird man einem Laser für die notwendige Reichweite brauchen. Wir haben aber ein Problem mit Bäumen, Sträuchern und anderen Hindernissen. Wenn man dann viele Baken braucht ist es zu aufwendig.
Bei US sehe ich fast die gleichen Probleme.
Bei Funk habe ich keine Ahnung.

Wenn wir die Asimovschen Gesetze einhalten wollen (und wenn wir keinen Ärger haben wollen, MÜSSEN), brauchen wir erst mal noch die Begrenzungsschleife !

Aber die Schleife ist ungeeignet wenn wir dem Roboter lehren wollen, wie er sich ein eigenes Bild seiner Umwelt erstellen kann. Sie kann ihm nur sagen wo die "Verbotene Zone" beginnt.

@recycle:
Die Verarbeitung der Sensordaten ist eine echte Herausforderung.
Wie man Karten aus Kompass, IR, US oder Funkdaten mit den Daten der Odometrie erstellt, kann ich nicht sagen. Da hätte ich schon in der Schule bei Mathematik besser zuhören müssen. Ob das mit einem Prozessor wie PIC oder AVR überhaupt möglich ist ?

[arthur_dent]

Wie man Karten aus Kompass, IR, US oder Funkdaten mit den Daten der Odometrie erstellt, kann ich nicht sagen. Da hätte ich schon in der Schule bei Mathematik besser zuhören müssen. Ob das mit einem Prozessor wie PIC oder AVR überhaupt möglich ist ?

das soll jetzt hier nicht das Thema sein, MIR ging es, als ich diesen thread hier reingestellt habe, um den mechnischen resp. elektronischen Teil der Peilung.

Der Ansatz sollte sein: 3 Sendebaken, die im Winkel zueinander stehen (damit sie eine Ebene aufspannen) und vom Robi aus nacheinander (bzw. unabhängig voneinander) angepeilt werden können. Aus dem Winkel zwischen ihnen lässt sich die Position berechnen (Triangulierung, etwa per Cosinus-Satz).

Über die Software-Verarbeitung können wir ja mal nen neuen thread aufmachen (wenn wir mit dem mechanischen Teil soweit sind), da gibt es schon ein paar funktionierende Lösungen!

@Vogon: das mit der Mathematik in der Schule ist nicht schlimm, das verkraften wir. Arbeite lieber an deinen Gedichten :-)

[Vogon]

Funkpeilung:
Hier kann man sehen das es geht !

http://www.informatik.hu-berlin.de/rok/MagicMap/
http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=127844


Unsere Versuche am Uni-Campus Berlin-Adlershof zeigen in typischen Büroumgebungen eine Positionierungsgenauigkeit im einstelligen Meter-Bereich. Die eigene Sichtbarkeit unterliegt dabei der vollen Kontrolle der Peer-Knoten, die den Zugriff auf ihre Positionsinformation individuell festlegen können. Die Software steht zum freien Download zur Verfügung und kann für Experimente oder Anwendungen genutzt werden.
http://www.heise.de/bilder/70408/0/0

Hier habe ich auch noch eine Lösung mit einer Kombination aus IR + US gefunden:
http://www.the-starbearer.de/Roboterelektronik/Frameset/Frameset.htm
http://www.restena.lu/convict/Jeunes/beacon/three_towers.gif

[Maverick89]

Peilsender würden mich auch mal interessieren (navigation erstmal weniger). Da könnte man aber vllt für "kleinere" zwecke wie einen roboter der einem folgt auch InfraRot benutzen, oder? durch ein kreis aus 4-8 fototransistoren könnte man eine ausreichend genaue winkelbestimmung erreichen (indem man die stärken der signale vergleicht). Um die sonstige beleuchtung auszuschließen, lässt man einfach den sender mit bestimmter frequenz pulsieren und aus dieses "differenzsignal" achtet man. Vorteil: man braucht sich um keinen funkmesswagen zu fürchten.

Was haltet ihr davon?