Sharp GP2xxx über Spiegel ablenken? (Rundum-Sensor)

[okay69]

Hallo allerseits,

bin noch neu hier im Forum und würde gern wissen, ob man Sharp Abstandssensoren nicht über Spiegel ablenken könnte. Als Idee steckt dahinter, eine preiswerte Lösung mit nur einem dieser Sensoren zur Kollisionswarnung/Kartenerstellung zu benutzen. Dazu könnte man den Sensor nach oben auf einen sich drehenden 90° Ablenkspiegel strahlen lassen. Auf der Welle des Spiegels montiert man eine Schlitzscheibe, über die man über 2 Gabellichtschranken die Position der Blickrichtung feststellen kann. Z.B. könnte man dann alle 15° einen 8-Bit oder Analogwert in einen Controller einlesen lassen und so eine Rasterkarte erstellen. Das Ganze käme ohne sich bewegende Leitungen aus. Denkbar wäre auch nur ein Schwenken des Spiegels zur Kollisionswarnung oder bei ensprechend geringeren Winkel des Spiegels eine kreisförmige Abtastung nach vorne (hätte den Vorteil, einer 2-dimensionalen Abtastung nach vorn). Frage wäre noch nach der Geschwindigkeit der Sensoren und ob die Ablenkung die Reichweite beeinflusst. Habe leider keinerlei Erfahrung mit diesen Sensoren, aber vielleicht hat jemand schonmal probiert, ob sich die Sensoren dazu eignen.

mfG

oakay69

[sonic]

Gute Idee, aber das wird so nicht funktionieren schätz ich.
Der Strahlengang ist leider nicht parallel, und der Sharp misst mit einem PSD. Der Spiegel verfälscht das ganze wahrscheinlich durch die schrägstellung, oder?

Warum drehst du nicht einfach den Scharp selber?

[okay69]

Bei kompletter Drehung müsste man auf Schleifkontakte zurückgreifen oder den Sensor wieder zurückdrehen, dadurch hätte man eine relativ störanfällige Konstruktion( Kontaktprobleme, Kabelbrüche usw.) die ich möglichst im Vorfeld ausschliessen möchte.

[Manf]

Wenn man in einem ebenen Spiegel ein Bild der Umgebung sieht, dann kann man grundsätzlich auch den Sensor in diesen Spiegel blicken lassen und er wird das gleiche sehen.
Was ist das Problem dabei?
Da die Drehung ohnehin nicht auf 360° genutzt wird kann man den Sensor auch über eine Pleulstange im kleineren Winkel ansteuern und spart sich damit die Spiegelkonstruktion die in der Ausführung sicher nicht so einfach wird wie im Bild mit freischwebendem Motor.
Manfred

Hallo Leute,

ich hatte eine solche Konstruktion vor einiger Zeit mal ausprobiert. Es funktioniert! Allerdings bin ich wieder davon abgekommen. Den Spiegel hatte ich mit einem Schrittmotor bewegt, der hatte aber nur eine Auflösung von 7,5°, das war mir etwas zu wenig umd die besseren Motoren waren zu groß. Über einen Spiegel erreicht man zwar volle 360° (jedenfalls fast), aber um das ausnutzen zu können muß der Sensor dann oben auf den Roboter, dadurch übersieht er niedrige Hindernisse. Ich bewege die Sensoren jetzt mit Servos, jeweils mit einem Schwenkbereich von 180°. Einen Vorne an den Roboter, einen hinten und man hat auch die komplette Umgebung erfasst.
Mann kann natürlich auch zwei Sensoren entgegengesetzt auf einen Servo montieren, dann hat man mit einer halben Drehung auch 360° abgetastet.

Grüße

Markus

[RCO]

EIne, frage, kann sein das ich irgendwas überlesen habe, aber warum bringst du den Sharp-Sensor nicht direkt auf dem servo an? Dann hast du auch kein Problem mit der genauen Einstellung des Spiegels.

MFg Moritz

Hallo Moritz,

nein, du hast nichts überlesen, ich habe mich wohl nur unklar ausgedrückt. Mea Culpa. Ich wollte in etwa ausdrücken, daß ich die Spiegel weggelassen habe.

Und es war ja noch nach der Geschwindigkeit gefragt:
Die Wandelzeit des GP2D12 liegt bei bis zu 50 ms. Dazu kommt noch die Zeit um den Sensor bzw. den Spiegel zu bewegen. Mehr als 20 Messungen pro Sekunde sind also nicht drin. Für ein anständiges Radar reicht das leider nicht. Aber durch den Servo man kann ja leicht zwischen niedriger und hoher Auflösung wechseln oder nur die interessanten Bereiche (also in Fahrtrichtung oder dort wo ein Hindernis erkannt wurde) genauer beobachten.

Grüße

Markus

[RCO]

Wäre nicht eigentlich eine Erkennung in verschiedenen Höhen notwendig, also mindestens 2. Könnte ja auch passieren, das da was flches liegt. Oder er auf der anderen Seite unter ein Sofa fährt, das ncht so hoch ist, dass er drunter herpasst.

Du könntest ja einen Servo nehmen, der direkt 2 GPs dreht, unten und oben, so weißt du direkt, wie hoch ein Hinderniss ist, bzw. ob es ein hohes oder ein niedriges ist.

MFG Moritz

[Volker-01]

Hallo,

nur mal so eine Idee, es gibt doch die Lese-Schreib-Köpfe aus Videorekordern. Die Antriebsmotoren haben sehr gleichmässige Drehzahlen und eine Elektrische Verbindung gibt es bei den Älteren Köpfen mit Schleifern auch. Wie wäre es mal mit der Idee einfach einen Sensor oben auf den Videokopf zu montieren. Habs zwar nicht weiter durchdacht, aber evtl. könnte man damit ziemlich billig ein Optisches Triangulations-Radar mit 360° Rundblick bauen.

MfG Volker

[sonic]

Wenn man in einem ebenen Spiegel ein Bild der Umgebung sieht, dann kann man grundsätzlich auch den Sensor in diesen Spiegel blicken lassen und er wird das gleiche sehen.
Was ist das Problem dabei?
...
Manfred

Wenn man sichs genau überlegt keines, is ja eigentlich auch logisch. Hab leider nicht genau überlegt =; Aber ich hab ja vorsichtshalber ein "oder" eingebaut...

Gruß, Sonic

[Manf]

Prinzipiell gibt es kein Problem mit einem Spiegel in die Umgebung zu schauen und dabei den Kopf oder Sensor nicht bewegen zu müssen.

Der Spiegel muß dann halt groß genug sein das Bilckfeld abzudecken. Er muß gelagert werden und er muß sauber gehalten werden.

Sauberhalten geht vielleicht noch.
Den Spielgel für alle Winkel groß genug zu machen ist manchmal etwas unübersichtlich und er ist leicht überdimensioniert gut ausgewuchtet sollte er auch noch sein. Die Halterung so anzubringen, daß sie bei einer Rundumsicht nicht ins Blickfeld kommt ist auch nicht leicht (vielleicht kann man sonst wenigstens den Synchronisationsimpuls daraus ableiten).
Bei der Messung geht der Sensor davon aus, für den Meßvorgang von ca. 30 ms das Hindernis an der gleichen Stelle zu sehen. Sehr schnell kann der Spiegel dann nicht rotieren.
Speziell die Motore für Schreib-Leseköpfe von Videorecordern laufen im Normalbetrieb etwas schnell und haben bei langsamem Lauf kaum Haltemoment. Es müßte eigentlich ein untersetzter Motor sein oder besser ein mit dem Meßzyklus des Sensors synchronisierter Schrittmotor.

Übersichtlicher wird es bestimmt wenn man den Sensor über ca. 90-120° hin und herbewegt.

Soll das Projekt noch weitergehen? Es könnte sehr interessant werden zu sehen, welche Einflußgrößen wirklich wichtig sind.
Manfred

[Volker-01]

Gut, mit den Sensoren von Sharp hab ich noch nicht gearbeitet, das die aber 30 ms benötigen, um die Entfernung zu messen, ist ganz schön viel. Dann kann das mit dem Videokopf natürlich nicht Funktionieren. War ja nur so ein gedanke.

Volker

[Manf]

Zu den wichtigen Komponenten haben wir ja vieles schon im Forum.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=12924#12924
https://www.roboternetz.de/phpBB2/files/05090004_.jpg

[okay69]

Hallo und erstmal Danke für die Anregungen!

Werd mir wohl doch erstmal einen Sharp leisten und ein bissl experimentieren. Schrittmotor erscheint mir jetzt als brauchbarste Lösung. Man kann die notwendigen Streben zur Motoraufhängung und Kabelverlegung zum Motor zwischen die Schrittpositionen legen und somit ausblenden. Gleichzeitig kann man die Schrittfrequenz mit der "Bedenkzeit" des Sensors abstimmen.

Spiegelbefestigung und -auswuchtung sind übrigens unproblematisch,zumindest bei dem vom Sensor bestimmten Drehzahlbereich. Hab vor 4-5 Jahren mal Werbeprojektoren gebaut, dazu 10cm Spiegel mit 2K-Kleber auf Blechwinkel geklebt und das Ganze dann ans Motoritzel geklebt, Positionierung bis 350UpM, hält bis heute.Oder Simpel-Lasershows wie
http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=5724191474 ,die Motoren drehen mit bis 2500Upm bei einfachster Spiegelanbringung...(naja, wie lange?)

Natürlich braucht man eine zweite Sensor-Ebene, da diese Konstruktion nur oben angebracht eine Rundumsicht ermöglicht. Zur Kollisionsabfrage in Fahrtrichtung bleibt man warscheinlich besser bei bewährten Lösungen mit IS471 o.ä.

Grüsse,

Oliver

[RCO]

Ein nettes Video, kein Infrarot, aber ein US, der sich dreht:
Genau das was du vor hast okay 69:
http://www.ba-com.ch/Videos/1.avi

Und der Thread dazu mit mehr Videos...:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=2268

MFg Moritz

Hallo,



Man kann die notwendigen Streben zur Motoraufhängung und Kabelverlegung zum Motor zwischen die Schrittpositionen legen und somit ausblenden.


Ich würde die Konstruktion umdrehen, also Motor unten und Sensor oben. Der Sensor ist sehr leicht und könnte somit von einer einzelnen, dünnen Stange sicher gehalten werden.

Ich hatte mir damals auch überlegt (aber mangels Material nicht ausprobiert) das Ganze in ein Plexiglas-Rohr zu bauen. Damit hätte man keine sichtbare Verbindung, außer der Kabelverbindung. Natürlich sollte man das vorher mal Testen, aber ich denke die Sharp-Sensoren sollten durch das Plexiglas nur gering beeinflußt werden.

Grüße

Markus

[RCO]

Mal das Video angeschaut? Da dreht sich der Servo selber mit. Sensor ist aufgebaut.

[okay69]

Ist ja interessant, hat das irgendwelche Vorteile? Denke, dadurch hat man nur eine höhere bewegte Masse (= höhere Getriebebelastung, höherer Stromverbrauch, 2 bewegte Litzen mehr) oder mach ich da jetzt einen Denkfehler?

@Markus: Stimmt, dürfte etwas einfacher sein. Weiss auch nicht, warum ich mich darauf versteift hatte, den Motor nach oben zu setzen !? :?

[RCO]

Nein keinen Denkfehler, ich dachte nur, wenn man schon die ganze Zeit darüber nachdenkt, liegt es doch nahe, einfach mal dazu nachzuschauen, wo es schon gemacht wurde, also so ähnlich.

Sollte nur ne Anregung sein.

Die Idee mit dem Plexiglasrohr finde ich gut, sieht bestimmt super aus, und schützt die Bauteile.

MFG Moritz