Hovercraft- Welche Sensoren

[shedepe]

Hallo

Ich habe vor ein Hovercraft zu bauen und möchte diesem auch einen automatik-modus verpassen, also dass es ohne mein zutun fahren kann und hindernissen ausweichen kann.

Welche Sensoren würdet ihr mir dafür empfehlen?
Hat vielleicht jemand eine idee wie man eine Geschwindigkeitsmessung bei einem Hovercraft realisieren könnte ?

shedepe

[Besserwessi]

Die Sensoren aus einer optischen Maus sind sicher eine Gute idee. Damit könnte man die Geschwindigkeit und zu rückgelegte Strecke bestimmen. Mit 2 Sensoren die weit genu auseinander sind wäre auch eine Bestimmung von Drehungen möglich.

Für die Hindernisserkennung wohl das Übliche: Ultraschall, IR sensoren, Taster.

[recycle]

Hat vielleicht jemand eine idee wie man eine Geschwindigkeitsmessung bei einem Hovercraft realisieren könnte ?

Kommt drauf an wofür du es brauchst. Wenn du einfach nur wissen willst wie schnell dein Hoverkraft ist, sind Stoppuhr un "Maßband" immer noch recht effektiv und einfach.
Wenn die Teststrecke lang genug ist gehts auch per GPS.

[Besserwessi]

Für Geschwindigkeiten geht GPS auch schon bei relativ kurzen Strecken (z.B. 0,5 m) gut.

[recycle]

Für Geschwindigkeiten geht GPS auch schon bei relativ kurzen Strecken (z.B. 0,5 m) gut.

Dass die "Ungenauigkeit" von GPS bei der Messung der Geschwindigkeit keine Rolle spielt und man von daher keine besonders lange Messtrecke benötight war mir bekannt.

Das 0,5m reichen sollen erstaunt mich aber etwas.
Kann man einen "handelsüblichen" GPS Empfänger dafür überhaupt schnell genug auslesen?
Bei einer Geschwindigkeit von z.B. 20 km/h dauert ein halber Meter ja gerade mal 1/10 Sekunde.
In dieser Zeit müssten mindestens zwei Datenpakete empfangen und ausgewertet werden. Mit einen µC über eine serielle Verbindung dürfte das eng werden.

[icebreaker]

Aber der Maussensor Funktioniert auf Wasser nicht und ist relativ ungenau hab ich mir sagen lassen. Also würde nur GPS in Frage kommen

[Bääääär]

Na GPS ist auf jeden Fall am Störungs-freisten. Außerdem ermöglicht ein einmal installierter GPS-Empfänger viele andere, nette Spielchen. (Navigation entlang von festgelegten Ounkten, GPS-Logger usw.)

Als Abstandssensoren eignen sich sicher Ultraschallsensoren am besten, da sie nicht "einen Punkt" fixieren, wie die Triangulationssensoren. Zudem fährt man ja mit einem Hovercraft eh fast immer auf ebenem Gelände - ideale Umgebungen für Ultraschall.

Maussensoren halte ich für keine gute Idee. Ist zwar billig, aber die gehen ja ab einem halben Zentimeter Abstand zum Boden schon nicht mehr.

Bääääär

PS: Thema Geschwindigkeitsmessen mit GPS:


Bei einer Geschwindigkeit von z.B. 20 km/h dauert ein halber Meter ja gerade mal 1/10 Sekunde.
In dieser Zeit müssten mindestens zwei Datenpakete empfangen und ausgewertet werden. Mit einen µC über eine serielle Verbindung dürfte das eng werden.Warum denn immer in Abständen von 0,5m auslesen? Du weißt ja eh nicht, wann diese Strecke abgefahren wurde. Da wirst du wohl eher in Zeitabständen messen. Also was weiß ich, alle 0,5s. Anhand der Streckendifferenz ergibt sich eine Geschwindigkeit. Die Schnelligkeit des GPS-Emüfängers bestimmt da ja lediglich die Genauigkeit deiner Messung, d.h. bei seeehr langsamen Geschwindigkeiten kommt dann eben plötzlich Null raus, weil die GPS-Auflösung nicht mehr reicht.

[Besserwessi]

Viele GPS empfänger haben gleich eine Geschwindigkeitsmessung integriert. Da muß man also nur dem GPS Modul sagen das man die Geschwindigkeit auslesen will, und nicht die Position. Weil dabei immer die gleichen Satelieten benutzt werden und sich auch die Atmosphärischen Störungen nicht so schnell ändern, sind die Daten überraschend genau. Eine Auflösung (und Genauigkeit) von etwa 0,1 km/h sollte möglich sein. Geht jedenfalls mit fertigen GPS Empfängern die direkt die Geschwindigkeit Anzeigen.
Für eine Einfache messung der Wegdifferenz für z.B. 1 s wird die Auflösung der übermittelten Daten vermutlich nicht reichen. Das Porblem hat man u.A. beim Versuch differentielles GPS durch 2 Empfänger zu erhalten.

Bei dem Maussensoren hat man das Problem mit dem Abstand. So ein kleines Hooverkraft wird aber auch nicht so sehr hoch schweben, und man könnte auch die Optik anpassen in Richtung mehr Abstand und weniger Auflösung, ist aber vermutlich nicht ganz einfach.

[michiE]

mal ne ganz andere frage ... 20 km/h für nen hovercraft als roboter ...
ist ganz schön stressig was die sensoren angeht, immerhin musst du für den doch recht großen "bremsweg" und die zeit die du mit dem hovercraft zum richtungswechsel brauchst weit genug "sehen" können ...

Ich hab bei NADINE (mein rollstuhlprojekt) den srf 10 eingesetzt (insgesamt 25 stück)
Nadine bewegt sich mit 8 km/h spitze im freiland beim anfahren von gps wegpunkten.
und die 6-8 meter vom srf10 sind ziemlich knapp um halbwegs materialschonend zu fahren.

also wenn du wirklich mit 20 km/h fahren willst würde ich mir gut überlegen was du für sensoren nimmst. dafür solltest du zunächst wissen wo du das ding einsetzen magst , also in welchen umgebungen.

die berührungslose geschwindigkeitsmessung wäre eigentlich n nettes bilderkennungsprojekt... markante stellen am boden (steinchen , kleine äste , sonstwas ) am boden erkennen und übers bild verfolgen.
funktioniert aber nur auf "festland".

hm, alternativ könnte man mit schönen beschleunigungssensoren sicher auch was nettes basteln.

lg
michi

[edit] @ besserwessi:
NADINE interpoliert sogar die werte von 4 gps-empfängern und erzielt damit ziemlich genaue und erproduzierbare werte. die karten die bei jeder fahrt gezeichnet werden um den rückweg wieder zu finden sind bei gleichem start- und zielpunkt nahezu exakt deckungsgleich. was die geshcwindigkeitsmessung angeht muss ich aber anmerken dass bei geschwindigkeiten unter 2-3 km/h diese komplett versagt. genau so die richtungsangaben die die einzelnen empfänger liefern. hier gibt es abweichungen von bis zu 2 km/h bei der geschwindigkeit und 30 ° bei der fahrtrichtung zwischen den 4 empfängern. Dabei sind alle 4 empfänger baugleich.

[Besserwessi]

Bei meinem Handheld GPS habe ich kein Problem mit Geschwindigkeit von 0,5 km/h oder weniger. Die werte sehen weiter gut aus. Hängt aber wahrscheinlich auch von den Empfängern ab. Auch die Richtung stimmt schon nach einer ziehmlich kleinen Bewegung (z.B. 50 cm).

[Richard]

Moin moin.

Ein Landwird hatte hier einmal sein Problem der Geschwindigkeitsmessung
im Laaagnsamen, unwirtlichen, schmutzigem Bereich geschildert. Der ist
dann auf Radarmodule (fertig aufgebaut) gestoßen. Einzeld gibt es diese
auch beim "großem C".

Diese Module scheinen den Mann befriedigt zu haben, er meldet sich nicht
mehr = Er weiß jetzt wie schnell sein Trekker durchs Gelände Rennt?

Ein Mouse Sensor ist bei dem Dreck/Wasser der aufgewirbelt wird eher
sinnlos, es geht ja quasie über Stock und Stein... und 20 km/h ist bei
diesen Fahrzeugen eher "traurig laaaaaangsam"! US/IR Sensoren dürften
daher zur Hindernisserkennung auch nicht wirklich geeignet sein. :-(

Ob man schon aus den Oberklasse Limosienen Radar Abstabswarner
"auisschlachten" kann?

Gruß Richard

[jeffrey]

hoi,
ich bin bei der geschwindigkeit eher skeptisch, dass die hier meist verwendeten hindernissensoren das schaffen. gerade im bezug auf
ist ganz schön stressig was die sensoren angeht, immerhin musst du für den doch recht großen "bremsweg" und die zeit die du mit dem hovercraft zum richtungswechsel brauchst weit genug "sehen" können ... aber den bremsweg kann man ja zur not drastisch verkürzen, indem man einfach den schub nach unten weg nimmt. zumindest als notfallmaßnahme überlegenswert, wenn man es bei der konstruktion schon berücksichtigt.
geschwindigkeitsmessung sollte mit gps aber recht gut klappen.
mfg jeffrey

[michiE]

stimmt , aber du bretterst mit 20!!! Km/h über den boden. beachte folgendes : du bekommst bei den "normalen" gps-empfängern deine erte mit ungefähr 1hz. dazu kommen die ultraschallsensoren. nehmen wir die srf10, damit hab ich erfahrung. dabei können wir von 60 ms pro messung ausgehen( messung auswerten). jetzt brauchst du aber 2-3 messungen um deine ergebnisse sinnvoll zu filtern. rechne n paar ms dazu weil ich davon ausgeh dass du deine werte nicht von einem sensor holst sodern von mehreren.
also nehmen wir mal (um ein hindernis sinnvoll zu erkennen) 60ms * 3 = 180 ms MINDESTENS.
Kommen wir jetzt zum kleinen problem dabei.
20 km/h entsprechen bekanntlich ungefähr 5,55 m/s.
also 5 1/2 meter in EINER SEKUNDE. das bedeutet dass deine sensoren nen weg von 5,55*0,2 ~= 1,11 m benötigen um überhaupt zu bemerken dass da ein Hindernis ist. dazu kommt die nochmalige kontrolle ob da wirklich was ist und dann selbstverständlich noch die reaktionszeit des hovercrafts, da kannst du bei der geschwindigkeit nochmal von 1,5-2,5 m ausgehen um dem hindernis auszuweichen. und dazwischen noch die zeit die du zur auswertung der messergebnisse der sensoren benötigst, die dürfte hier aber vernachlässigbar gering sein wenn dus entsprechend anstellst.

an welchen controller hast du denn gedacht?
und wie groß soll der ganze spaß werden?
welche masse hat das ding am ende ?
welcher antrieb ?

zum thema ausschlachten von parkpilotsensoren... generell ja, die dinger sind darauf ausgelegt ne möglichst große reichweite zu haben und einen möglichst weiten erkennungswinkel. allerdings sind sie relativ ungenau und erkennen nur (relativ) große objekte wenn du sie einzeln einsetzt. ein verkehrsschild wirst du erkennen , bei kleineren ästen die deinem hovercraft (je nach baugröße) genau so gefährlich werden können erkennt das ding aber (fast sicher) nicht.

außerdem sollte bei der planung bedacht werden dass du bei einem "wald-und-wiesen"-gps-empfänger mit einer aktualisierungsrate von 1Hz nur alle 5,55m ne geschwindigkeit bekommst.

eine weitere möglichkeit wäre aber auch mit radar zu arbeiten.
auf einem drehbaren kopf montiert könnte man hindernise erkennen und diese entweder durch anpeilen mit hilfe des winkels zur fahrtrichtung oder mit hilfe des dopplereffekts auch zur geschwindigkeitsmessung nehmen (weil radar angesprochen wurde :) )
dürfte auf wasser aber auch schwierig werden.
außer du kommst auf die idee per laser oder radar auf weite entfernungen landmarken anzupeilen.

alternativ wie gesagt beschleunigungssensoren, damit könnte man auch navigieren und z.b. den rückweg planen.

magst du vielleicht mal genauere infos schreiben ?
unter anderem die fragen von oben.
hast du vor das teil irgendwie zu steuern ? also z.b. wegpunktnavigation ?

lg
michi

[shedepe]

als erstes mal ne Frage. Woher könnte man denn Radar sensoren günstig her bekommen ??

Als Controller hatte ich an einen Atmega644P für den Bluetooth empfang und als "Zentrale" gedacht. Für die Steuerung und Sensoren jeweils einen Atmega32.

Soll um die 70cm lang und 50cm Breit werden
Und Masse würde ich jetzt mal grob schätzen auf vielleicht 1 bis 3kg
Und als Antrieb, 2 Hauptgebläse und das Luftkissen aufzublasen und 2 Antriebspropeller

[cmock]

radarsensoren gibt's beim conrad, wie hier im forum letzthin zu lesen war, um wenig geld, zb art-nr 502370 - 62. die können zwar nur bewegung erkennen, aber das sollt für deine anwendung wurscht sein, weil ein hindernis, das sich relativ zu deinem bot nicht bewegt, ja kein hindernis ist.

cm.

[michiE]

naja, wie gesagt, radarbild der umgebung aufzeichnen,0,2 sec warten , nochmal aufzeichnen, objekte identifizieren, deren bewegungscektoren berechnen und schon hast deinen eigenen bewegungvektor, also richtung und geschwindigkeit :) dabei kannst die objekte sogar noch in ne karte einzeichnen und später weiterverwenden. wär schon lustig ... :)
und sicher n netter , aber natürlich nicht ganz trivialer und recheninteniver ansatz.

aber da die technik sicher für einige andere auch interessant sein dürfte könnten wir uns ja zusammentun und n kleines projekt dazu eröffnen um das ganze mal mit nem simplen interface zu programmieren. (ich könnt das ganze auch 3d gebrauchen :D )

lg
michi

[Richard]

Moin moin.

So etwas könnten hier sehr viele gebrauchen, da die gebräuchlichen
Abstandssensoren eine eher recht geringe Reichweite haben. Wie das
von der Reichweite bei den von C vertriebenen Sensoren aussieht?
Radarbewegungsmelder von Alarmsystemen machen aber durchaus
~20 m.

Problem bei beiden, "Bewegungsmelder". So weit ich das mitbekommen
habe geben diese Sensoren eine der Bewegungsgeschwindigkeit
entsprechende sehr kleine Gleichspannung ab. Da es egal ist ob sich
der Sensor oder das angepeielte Objeckt bewegt, kann man daraus
die eigengeschwindigkeit ermitteln. Nur leider nicht gleichzeitig eine
Objeckt/Hinderniss Auswertung?

Dazu bedarf es warscheinlich einer Signal Laufzeitmessung wobei das
Signal sehr Fokussiert und dann über einen gewissen Bereich gescannt
werden muß.....halt so wie beim z.B. Schiffsradar und damit wird das
dann für einen Rasenmäherbot ein wenig teuer. :-(

Immerhin, nicht (viel) aufwändiger als ein Lasersystem, dafür aber
weitaus sicherer als wild mit Lasern großer Reichweite/Lichtausbeute
den Rest der Menschheit zu gefährden!

Gruß Richard

[Virus]

in den teuren pkw gibt es schon die möglichkeit sich zu dichtes auffahren an einen anderen Pkw anzeigen zu lassen. Ob diese sensoren auch auf äste oder so reagieren weiß ich nicht, aber ein auto auf der autobahn fährt schnell mal 100km/h. Bei 20km/h, wobei es mehr werden werden, müsste sich schon eine vernünfitige auflösung errechnen lassen.