IR-Bake

[Bernd-das-Brot]

Hallo,

habe lange im Forum und bei Google gesucht aber nicht das gefunden, was ich mir erhofft habe.

Es ist mal wieder das alte Thema der Positionsbestimmung innerhalb eines Raumes. Da die Odometrie zu ungenau ist, wollte ich das ganz durch IR-Baken unterstützen.

Meine Idee ist, eine einzelne Bake an der Decke zu befestigen.
Aus dem Höhenwinkel, zur angepeilten Bake, lässt sich bei fester Deckenhöhe einfach die Entfernung zur Bake ausrechnen. Aus dem absoluten Winkel des Roboters, in Richtung, Norden und dem Winkle der Bake zum Roboter, lässt sich dann die genaue Position mit Hilfe der Entfernung zur Bake, errechnen.

Soweit in der Theorie doch in der Praxis sieht das ein wenig schwerer aus.
Wie kann ich das ganze am besten aufbauen? Wie bekomme ich den Winkel zur Bake raus.
Habe hier schon von Ideen mit Filmrollen gelesen nur wie genau ist das ganze??

Ich hoffe ihr habt noch einen rettenden Einfall.

Danke Bernd

[walddax]

Vieleicht könnte man sone Art Sende-Empfangspyramide basteln, also ne Pyramide, an der an jeder Seite und an der Spitze ne Fotodiode ist und Anhand des Winkel von der Bake zur Pyramide, wird das Verhältnis zwischen den Fotodioden an den Flächen zur Fotodiode an der Spitze berechnet.
Weißt wie ich das meine?
Praktisch wie son Modul, was der Sonne (Bake) folgen will, nur dass es sich nicht bewegt, sondern nur die Werte ausgibt.

Nur mal sone Idee :mrgreen:

[Bernd-das-Brot]

Lustige Idee. Nur auch hier wird das ganze nicht sehr genau sein. Oder ist seitlich eingestrahltes Licht so viel "dunkler"??

Es muss doch Ideen und Umsetzungen wie Sand am Mehr geben.

[walddax]

Wie genau willst du das haben?

EDIT:
Könntest du nicht nen Winkelaufsatz von ner Laserwasserwaage benutzen?
An der Bake wäre n Reflektor, wie ne Lasserlichtschranke :)

[Bernd-das-Brot]

Ich würde mir eine Genauigkeit von ca. einem Grad wünschen. Ob das umzusetzen ist weiß ich nicht.

Die Idee mit dem Laser ist ziemlich gut. Da muss ich mich mal näher mit beschäftigen.
Es müsste ja ein einfaches Katzenauge an der Decke reichen. Die Reflektieren das Licht in genau die Richtung zurück wo es her kommt.

Ist nur die Frage wie schön es ist einen Roboter zu haben, der allen Lebewesen mit seinem rotierenden Laser die Augen weg brennt :-)

[walddax]

Vieleicht nen Filter vorpacken oder nen unsichtbaren Laser verwenden, oder so anbringen, dass man sich bemühen müsste, dort rein zu gucken :mrgreen:

[Bernd-das-Brot]

Das Problem ist nur,
so genauer ich es haben möchte so schwerer ist es die Bake wieder aufzufinden, wenn ich sie einmal verloren habe. Da bei der Variante mit IR-Licht die Bake sendet könnte man zuerst eine grobe Richtung suchen.

[walddax]

Ja genau, und wenn das IR-Licht akzeptiert wurde, schaltet es auf Laser um, dann könnte man z.B. durch 4 Fotodioden (über Kreuz) die Position halten.

Ähnlich wie bei dem Teil, was ich mal gebaut hatte (Thread: Basteleien vor 6 oder 7 Jahren).

[Bernd-das-Brot]

Ja genau, und wenn das IR-Licht akzeptiert wurde, schaltet es auf Laser um, dann könnte man z.B. durch 4 Fotodioden (über Kreuz) die Position halten.

Ähnlich wie bei dem Teil, was ich mal gebaut hatte (Thread: Basteleien vor 6 oder 7 Jahren).

Eine Kombination aus Ir und Laser würde wieder aktive Baken benötigen, was aber nicht weiter schlimm ist. Nur wie soll das mit den 4 Fotodioden über Kreuz funktionieren?? Oder dachtest du da auch noch an IR?
Bei einem Katzenauge an der Decke wird das Laser-Licht ja immer nur zu dem Ausgangspunkt zurück geworfen, sodass mir ein Empfänger reicht, bzw. ich mit mehreren gar nichts anfangen kann.
Oder streut der Laser wieder so viel, dass das nicht unbedingt richtig ist, was ich mir nicht erhoffe.

Hast du noch Infos etc zu der Bastelei von vor 6-7 Jahren?

[walddax]

Ich dachte daran, falls der Laserstrahl bei der Reflektion durch das Katzenauge auf die Laserdiode zurück, von der Laserdiode abweicht, dass die 4 Zusätzlichen Fotodioden, (vieleicht sogar noch mehr) im Kreis um die Laserdiode angebracht sind, und die Abweichung korrigieren?
Wäre das möglich?

Hier mein Thread, hatte die Funktion aber nur textlich beschrieben ;)
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=12608

Andreas

[Bernd-das-Brot]

Ich glaube nicht, dass es funktionieren wird, da die Abweichung des Lasers in der Mitte des Katzenauges nicht kleiner ist als am Rand. Ein Katzenauge bestehlt aus vielen kleinen Spiegeln die so angeordnet sind, dass egal aus welcher Richtung und egal wo, das Licht immer genau dahin zurück reflektiert wird wo es her kommt. Daher wird es, so denke ich, keine Abweichung geben.

[walddax]

Bist du dir sicher?
Die Spiegel in den Katzenaugen sind gerade mal so groß, wie der Strahl vom Laser. Was ist, wenn der Strahl 3 Spiegel gleichzeitig treffen würde? ;)

[Bernd-das-Brot]

ist dann nur die Frage ob es gleichmäßig abgelenkt wird oder nicht.
Wenn es streut, dann bestimmt nicht berechenbar.
Ich werde dazu gleich mal einige Tests machen…

[walddax]

Bin gespannt :mrgreen:
Das sagt sich auch alles sehr einfach "man könnte", aber die Umsetzung ist schwieriger ;)

[walddax]

Ich habe noch ne andere Idee:

Wenn das Katzenauge den Laser reflektiert, könnte man dann nicht auch nen Reflektor beim Laser anbringen?

[Sommer]

Hi,

schau mal hier...

http://www.evolution.com/gm/NorthStar/

geht zwar bisschen anders aber nur so gehts!

bye Ulli

[walddax]

Geben tut sowas schon, nur kosten tuts noch mehr :mrgreen:

[Bernd-das-Brot]

Warum noch einen Reflektor am Laser anbringen??
Was hast du damit vor zu erreichen??

[walddax]

Ich dachte erst ans Prinzip einer Sat-Schüssel, aber wenn ich so drüber nachdenke, das Gehäuse vom Laser wäre wohl im Weg ;)

[Bernd-das-Brot]

So,
ich habe den ersten Test abgeschlossen.
Als Reflektor habe ich einen herkömmlichen roten Rückreflektor vom Fahrrad genommen.
Wenn ich aus einer Entfernung von einigen Metern auf den Reflektor leuchte bildet sich um den Laserpointer herum ein roter „Schatten“. Sollte ausreichen um das ganze zu messen. Eine nachvollziehbare Änderung der Reflektion, wenn ich den Laserpunkt verschiebe gibt es nicht. Das ganze sieht aus wie ein wirres Muster.
Ich wollte die rote Kappe entfernen, da an der glatten Oberfläche auch schon licht gebrochen wird doch sind die kleinen Pyramiden direkt auf die Kappe aufgegossen. Wenn ich den Reflektor umdrehe und die Pyramiden von hinten beleuchte, wird gar kein Licht gebrochen.

So weit scheint alles zu funktionieren. Es kann nur nicht festgestellt werden zu welcher Seite der Reflektor weg „wandert“ wenn der Roboter sich bewegt.

Die eigentliche Aufgabe eine mögliche präzise Steuerung und Winkelmessung steht noch bevor. Vielleicht hat ja hier zu jemand einige Ideen.

[walddax]

Wenn du sagst, es bildet sich bei Reflexion n roter Schatten, dann hast du eigendlich schon die Vorraussetzungen für die Ausrichtungsabfrage.
Miss mal den Durchmesser deines reflektierten Laserstrahl und baue die Fotozellen im Kreis um den Durchmesser des roten Schattens.
Nun müsste das ganze noch Vertikal und horizontal steuerbar sein, dann könnte sich der Laser bei Abweichung xy anpassen. Mit Winkelgebern könntest du dann die Werte errechnen. Weißt wie ich das jetzt meine?

Der Laserstrahl sollte moduliert sein, damit die Fotozellen nur darauf und nicht auf das Tageslicht reagieren.

Schwierige Aufgabe :mrgreen:

Analog würde ich das wahrscheinlich eher hinbekommen ;)

[Bernd-das-Brot]

So weit so gut, nur bildet sich der Schatten nicht gleichmäßig, auch hat der keine bestimmte Form. Wenn ich dann weiter vom Reflektor weg bin oder ich den Winkel ändere, dann ändert sich der Schatten auch unbestimmt.

[walddax]

Aber der Schatten würde doch trotzdem in den Grenzbereich (Fotozellen) kommen oder nicht?

EDIT:
Irgendwie bekomme ich Lust, das Ding selbst mal zu bauen, hab mir vorhin auch schon n paar Skizzen gemacht :mrgreen:

[Bernd-das-Brot]

Schnapp die Mal einen Laserpointer und einen Reflektor. Ich glaube nicht, dass man übern den Schatten noch eine Korrektur machen kann. Aber ich lasse mich gerne eines besseren belehren. :-)

[walddax]

Ich denke, hier höre ich auf zu rätzeln. Bevor ich das nicht getestet habe, kann ich erstmal keine Brücken mehr bauen :mrgreen: ;)

[Bernd-das-Brot]

keine Brücken mehr bauen

Brücken bauen??

[Vogon]

Ich habe jetzt auch mal einen Laserpointer auf ein Katzenauge gehalten.
Meine Idee: einen Scanner bauen. Jedes mal, wenn der das Katzenauge getroffen wird, hast du ja die Richtung. Den gesamten Raum brauchst du ja nur absuchen wenn du den Reflektor verloren hast. Sonst reicht es aus, einen kleinen Winkel zu scannen und das Signal in der Mitte des Scanbereichs zu halten. Den Scanner aus einem Laserdrucker oder einer Kasse kann man eventuell umbauen.

[walddax]

"Brücke bauen", damit meine ich deine evtl. Denklücken oder Blockaden durch meine Ideen oder Vorschläge zu brücken und du vieleicht bessere Ideen bekommst bzw. näher an dein Lösung kommst ;)

[Bernd-das-Brot]

So, ich habe da jetzt noch einiges probiert. Der Schatten verändert sich nicht so, dass man daraus eine Korrektur durchführen kann.

[walddax]

Das läßt mir jetzt keine Ruhe mehr, ich probier das auch jetzt aus, dann kann ich das eher nachvollziehen :mrgreen:

EDIT:
Habs jetzt getestet und weiss was ihr meint ;)
Der Laserstrahl streut sternenförmig und wäre immer zentriert, egal aus welchem Winkel, halt Katzenaugen :mrgreen:

Hab n bischen experimentiert.
Als weitere Möglichkeiten würde ich z.B. eine verspiegelte Halbkugel oder ein Spiegel eines 12Volt LHalogen-Leuchtmittels.

Ideen:

Dein Roboter hat sone Art Markierung, einen IR-Sender vieleicht. Dein Suchkopf enthält nen IR-Empfänger, wenn der Suchkopf in Richtung Spiegelhalbkugel wandert, dann empfängt dein Roboter die Strahlen (moduliert) von sich und identifiziert sich selbst. Jetzt hat dein Suchkopf n Ziel und dein Roboter bleibt stehen.
Dein Laserlicht könnte durch ne ultrahelle LED mit Optik ersetzt werden, so dass der Strahl greifbar wäre (5mm?)
Dein Suchkopf (schon auf die Halbkugel ausgerichtet) strahlt Richtung KHalbkugel, der Strahl wird bei Reflektierung noch mehr gedehnt und trifft auf den von mir schon genannte Fotozellenkreis (um die LED), so sollte der Strahl gehalten werden können.

Was meinst?
Die Frage ist nur, ob man mit ner LED die gleiche Effektivität hat, wie mit dem Laser, was die Berechnung der Entfernung angeht ;)

[Bernd-das-Brot]

Spiegelhalbkugel?
Könnte funktionieren...
Habe nur zufällig keine hier um das zu testen.
Wenn ich ungefähr weiß wo der Reflektor sein muss, dann werde ich den doch wohl finden oder? Wenn ich den Roboter dann in Bewegung setzte weiß ich in welche Richtung ich den Laser ungefähr korrigieren muss.

Warum eine LED bündeln etc.? Nur weil Laser ein gefährlich ist?? Solange ich sichtbaren Laser nehme sollte das nicht so ganz schlimm sein, weil sich meine Augen dann schließen, was bei Laser in anderen Wellenbereichen nicht passiert.

[walddax]

Hab ichs nicht verständlich beschrieben? :-k

Nicht wegen der Gefährlichkeit, sondern wegen dem Durchmesser ;)

[Vogon]

... empfängt dein Roboter die Strahlen (moduliert) von sich und identifiziert sich selbst. Jetzt hat dein Suchkopf n Ziel ...

Das was du mit Suchkopf bezeichnest ist doch ein Scanner ! Wenn ich den Laser mit dem Lichtsensor mit einem Steppmotor oder Servo oszilierne lasse, kann mein Programm die Motoren doch so steuern das der Lichtimpuls immer in der Mitte gehalten wird. Nur wenn ich kein Signal bekomme, muss ich die gesammte Umgebung absuchen.

Eventuell kann man das auch mit der Lasermechanik aus einem CD-Laufwerk machen.

[walddax]

Wäre das dimensonal nicht zu klein? Wegen der Optik des CD-Players?

EDIT:
Wenn ich zwischendurch mal Luft habe, dann bastel ich mal sonen Suchkopf, wie ich ihn mir vorstelle, ganz ohne Programmierung ;)

[Vogon]

Die Optik von den CD-Playern wird nicht gehen. Die soll ja einen winzigen Punkt innerhalb der CD bilden. Aber die Mechanik arbeitet sehr schnell, denn sie muss jeden seitlichen und höhen Fehler sofort ausgleichen. Das Prinzip ist aber das gleiche. Der Laser muss immer die Spur finden auch wenn die CD "eiert".

[walddax]

...oder ne Abdeckung von nem Verchromten Aschenbecher oder ne Kugel von nem Gaderobenständer ;)
Aber je kleiner die Teile sind, um so schwieriger wird es, den Spiegel zu finden bzw. die Reflektion zu bekommen.

[walddax]

Hier mal n Pic vom Garderobenständer mit den Kugel, die ich meine ;)

[Lunarman]

Das ist aber kein Hohlspiegel, denn drinnen ist sie ja wohl kaum verchromt?

[walddax]

? Wie kommst du auf "Hohlspiegel" ?
Ich habe die ganze Zeit von Spiegelhalbkugel geschrieben ;)