SRF04 SRF08 Kalman Filter bzw. Neural Networks

[glowbrain1]

Hat jemand schon probiert ein Kalman Filter zu implementieren der den SRF04 oder SRF08 benützt? Wie habt ihr das model aufgebaut, und wie sind die Ergebnisse geworden?

Der SRF08 hat ein interessantes „Neural Network“ Modus, aber komischerweise kann ich nichts finden von leute die es schon benützt haben.

Ich hab mein SRF08 an ein servo festgemacht der jetzt 180grad scanen kann, und wird jetzt entweder Kalman oder NN Algorithmus verwenden die Genauigkeit zu verbessern, aber es wäre Interessant zu wissen ob andere schon erfolg in ein oder der andere Richtung gehabt haben.

[Manf]

Bei der Ultraschallortung erhält man als Antwort meistens Impulse, die von Objekten mit ebener Oberfläche stammen.

Das heißt das Objekt beeinflußt die Form des Echosignals nicht. Auf diese Weise erhält man als Impulsform stets die Form des Sendeimpulses gefaltet mit der Übertragungsfunktion des Senders und des Empfängers.
Zur Erhöhung der Auflösung kann man diese Form dann aus dem Empfangssignal herausfiltern.

Dafür kann man ein "Matched Filter" (Kalman Filter) verwenden. Ich habe ein Ultraschall Radar realisiert, das die Signale mit einem Matched Filter Algorithmus verarbeitet. Es ist allerdings eine spezielle Realisierung die eine ganze Reihe von Randbedingungen erfüllt. Effiziente Realisierung im Controller.

Geht das in die Richtung der Frage?
Manfred

[Joerg]

Hallo glowbrain1,

Mit Einsatz von digitalen Filtern habe ich noch keine Erfahrung (ich gehe jetzt mal von Softwareimplementationen aus). Mir ist auch jetzt keiner bekannt, der diese einsetzt.


Der SRF08 hat ein interessantes „Neural Network“ Modus, aber komischerweise kann ich nichts finden von leute die es schon benützt haben.

Ich habe mal ein wenig damit gespielt, aber noch nicht ernsthaft verwendet.

BTW, die Messwerte des SRF08 gerade in geschlossenen Räumen kann man weiter verbessern, wenn man die Verstärkung im Register 1 zurücknimmt.

Viele Grüße
Jörg

[glowbrain1]

Hi Manf,

die antwort geht in die Richtung meine frage, so ungefähr wie mein Empfänger Richtungen messen kann. +/- 45 Grad ;)

Aber es interessiert mich schon. Was für eine Verbesserung in hast du gesehen? Kannst du jetzt sauber das sonar „lobe“ an die links-rechts krenzen abschneiden. Das wäre natürlich interessant als „edge detection“ Mechanismus.

Hi Jorg,

Was von eine Verbesserung hast du da gesehen, mit den schwächeren Signal?

Irgendwie wundert mich schon ein bisschen das da so wenig Information (bzw. source code) an ultraschal filtering (Verbesserung, Verwendung) gibt. Ich hab viel von die uni Studie gelesen, die aber meistens relative generell sind. Diese Mechanismen müssen schon tausend mal programmiert geworden sein.

Sind läute vielleicht von ultraschal weg gegangen weil es vermutlich zu ungenau ist, oder ist Vision sensing halt sexier?

[Joerg]

Hi glowbrain,

wieso schwächeres Signal, das bleibt gleich. Verstärkung runterdrehen beim SRF08 heißt die Empfängerseite unempfindlicher machen.

Gerade in engen Innenräumen kommt es durch die hohe Empfindlichkeit zu Schwankungen des Messwertes verursacht durch Reflexionen im Raum. Diesen Effekt kann man verbessern.
Man kann das Modul damit nicht genauer machen. Die Auflösung von 1cm ist umrechnungsbedingt, man kann sich den Messwert in us holen und selbst umrechnen. Bei höherer Auflösung müsste man aber auch noch die Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit betrachten, sonst nutzt die beste Auflösung nichts.

Viele Grüße
Jörg

[Manf]

Wenn Du die Auflösung über dem Winkel verbessern möchtest dann ist es zunächst einmal effektiver wenn man die Strahlcharkteristik modifiziert.
Hierzu kann man nach dem Phased Array Schema mit mehreren Wandlern arbeiten. Das habe ich ausprobiert.

Wenn der Wandler ohnehin mechanisch geschwenkt wird dann sind akustische Linsen bzw. Spiegel einfacher. Die habe ich nicht ausporbiert. Ein Scanner mit akustischem Parabolspielgel wurde ja hier im Netz schon zitiert.

Zur Erhöhung der Winkelauflösung sollte man, denke ich, mit einem stärker gebündelten Strahl arbeiten. Ein zylindrischer Hohlspiegel dürfte ja relativ einfach herzustellen sein.
Manfred

[glowbrain1]

Hi Jörg,

OK, Ich wusste nicht ob Empfänger unempfindlicher, oder signal schwächer gedreht wird. Kommt zu ein ähnlichen Ergebnis schätze ich mal.

Mit Genauigkeit spreche ich eher von die Signal breite, und Signal drop-off an die ausehren Krenzen. Mein ziel ist eher zu sehen wo das Gegenstand anfängt und aufhört, so das mann irgendein art map aufbauen kann. Mit Genauigkeit +/- 45 grad ist das schwierig.

[Joerg]

Mit Genauigkeit spreche ich eher von die Signal breite, und Signal drop-off an die ausehren Krenzen. Mein ziel ist eher zu sehen wo das Gegenstand anfängt und aufhört, so das mann irgendein art map aufbauen kann. Mit Genauigkeit +/- 45 grad ist das schwierig.

das geht dann in die Richtung, wie Manfred schon geschrieben hat (akustische Bündelung).

Vielleicht mal generell. Ich sehe die Einsatzrichtung der Ultraschallmodule mehr in Richtung Collision Avoidance, also wo ein möglichst großer Winkel mit relativ wenigen Modulen (Preis) abgedeckt werden soll.
Für Mapping sind die US-Module eher weniger geeignet. Hier ist eine punkt- oder fächerförmige Abtastung gefragt, also eher etwas für Laser-Entfernungsmesser.

Viele Grüße
Jörg

[youssef]

hallo
Ich habe kalman Filter implementiert zur schätzung von die position und die geschwindigkeit mitlers ein radar sensor
ich habe auf ein DSP implementiert