360° Abstandsmessung

[Kevka]

Hi,
ich plane gerade einen Roboter, welcher sich in einer zum Teil bekannten Umgebung zurechtfinden und auch auf Bewegungen um ihn herum reagieren soll.
Dazu würde ich gerne die Umgebung um den wahrscheinlich runden Roboter am besten mehrmals pro Sekunde scannen, also sozusagen rundherum den Abstand zum nächst entfernten Gegenstand messen.
Die einzige Idee die ich bis jetzt hatte, war einen Abstandssensor mit Hilfe eines Schrittmotors zu drehen und die gemessenen Distanzen der bekannten Position des Sensors zuzuordnen. (wahrscheinlich würde ich einen Infrarot Abstandssensor nehmen, da die IR-Wellen ja deutlich schneller als Ultraschall wellen sind und bei einem rotierenden Sensor es wichtig ist, dass die Wellen schnell genug wieder zurück kommen, bevor dieser sich zu sehr weiter gedreht hat). Die Probleme währen jedoch, dass es ein zusätzliches drehendes Teil viele Problemquellen erzeugt und außerdem wird es schwer sein über die nötige Schleifkontakte (der Sensor soll ja unendlich viele Umdrehungen mitmachen) eine saubere Verbindung zwischen Sensor und µC herzustellen.
Ich wollte daher fragen, ob jemand irgendwelche besseren Ideen hat.
Vielen Dank, Kevka

[RP6conrad]

Erstes : Ein IR Abstandmesser (wie Sharp GPxx) functionieren nicht ueber Laufzeit von die Welle. aber mit das triangulation-prinzip. Da hasst du nur jeden 40 ms eine update von die Messergebnissen. Sag mal jeden 5° eine Messung , dan haben wir schon eine scanzeit von minimal 72*40ms = 2800 ms !!
Bleibt ubrig : camera (kompliziert) oder Laser (sehr teuer).

[Netzman]

Bei US-Sensoren mit einer Kapsel zum Senden/Empfangen (zb SRF02) kann man einen 360° Schallspiegel in Form eines Kegels mit 120° Öffnungswinkel aufsetzen, dabei fehlt dann allerdings die Richtungsinformation.

mfg

[Kevka]

OK, ich wollte mal sehen was so vorgeschlagen wird und nicht gerade das Wort Radar benutzen, da ich mir dachte, dass so ein Radar (wie man ihn von Booten und Flugzeugtowern kennt) ja viel zu kompliziert wäre.
Jetzt habe ich aber doch mal google mit dem Stichwort "Radar" bemüht (nicht das ich vorher nicht gegooglet habe, jedoch mit anderen Stichworten wie z.B. dem Title diese Posts) und siehe da, ich bin auch drei interssante Projekte gestoßen:
http://hackaday.com/2008/02/08/personal-ir-radar/
http://hackaday.com/2008/07/27/sonar-controlled-usb-missile-launcher/
http://hackaday.com/2009/11/16/rotating-radar-visualization/

Es scheint also der allgemeine Ansatz zu sein einen Abstandssensor auf einem Servo zu montieren und dieses dann zu drehen, wobei so viele Messungen wie möglich gemacht werden.
Was jedoch mein Problem deutlich komplizierter als die oben genannten macht, ist dass der "Radar" auf einem Roboter montiert werden soll, welcher sich ja bewegt, weshalb die Performance des Radars deutlich verbessert werden muss.
Ich schätze, dass ich mir jetzt also mal ein paar Teile zulegen und ein bisschen herum experimentieren werde.
Welche Abstandssensoren sind den eurer Erfahrung nach schnell, zuverlässig und am besten über nur 1-2 Datenleitungen (für den Fall, dass ich die Schleifkontakte doch noch einsetzen möchte) auszulesen????

[oberallgeier]

... vorher ... gegooglet ... mit anderen Stichworten ...Du hast ja eine Navigationsaufgabe, das wäre noch ein mögliches Stichwort. Dann kommt z.B. das hier raus:
................https://www.roboternetz.de/phpBB2/files/pict0008_109.jpg (https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=38800)
................Tread von hacker ist im Bild verlinkt.

[Kevka]

Danke für den Link!
In dem Post ist leider der Link auf die PDF-Dokumentation nicht mehr gültig, doch die Bilder zeigen, dass IR sowie US Sensoren benutzt wurden. Von dem was ich bis jetzt gelesen habe sind IR Sensoren zielgenauer als US, oder??
Habe mir gerade Datenblätter von Sharp IR Sensoren durchgelesen.
Bei den analogen kann man theoretisch bis zu 25 mal pro Sekunde neue Daten lesen, bei den digitalen anscheinend bis zu 100 mal pro Sekunde.
Jetzt die Frage an die Hardwaregenies unter euch: Wie kann ich dafür sorgen, dass ich den Sensor recht schnell rotieren kann, dabei genau weiß, wie der gerade ausgerichtet ist und dabei noch irgendwie eine saubere Verbindung zum Sensor haben???
MfG Kevka
PS: sorry für meine Unerfahrenheit, ich komme von der Softwareseite und habe leider ganz und gar kein Händchen für Mechanik und leider auch noch keine wirkliche Ahnung von Sensoren wie sich ja gerade herausgestellt hat.

[oberallgeier]

... der Link auf die PDF-Dokumentation nicht mehr gültig ...In solchen Fällen hilft oft eine PN (persönliche Nachricht) an den Threadersteller.


... komme von der Softwareseite ... noch keine wirkliche Ahnung von Sensoren ...Das Wörtchen "noch" zeichnet Dich aus. Mir ging es schlechter: kaum Software- und keine Hardware-Erfahrung. Also habe ich mich mit einzelnen Bauteilen und Baugruppen zu meinen Projektzielen durchgearbeitet. Und hab oft Spass daran.

[derSebbel]

In solchen Fällen hilft oft eine PN (persönliche Nachricht) an den Threadersteller.
Stimmt hat keinen Tag gedauert und ist jetzt wieder für alle Interessenten online.(Letzter eintrag im Threat)

Gruß Sebbel

[Bammel]

du könntest quasie einen AVR auf eine runde platine bauchen mit deiner sensorig. diese wird dann mit einem motor gedreht. dann entweder über schleifkontakte oder über spulen strom übertragen. der AVR auf der runden platine hat einn hallsensor mit dem und einen magnet am starren ramen könntest du schonmal die umdrehungen ermitteln udn so die gradzahlen zu deinen sensorwerten zuordnen. die datenübertragung könntest du mit hilfe von IR machen. einfach am mittelpunkt eine IR diode befestigen. und darüber einen IR-Empfänger. der müste dnan mit eine art arm genau über die IR-Diode befestigt werden. "problem ist dnan das du da wo der arm ist keinen abstand mehr messen kannst.

ich hoffe man versteht das. ansonsten fertigen ich noch eine kleine skizze an.

evtl könnte es auch mit dem RS485 protokol über schleifkontakte gehen.

[Richard]

[quote=Kevka]... der Link auf die PDF-Dokumentation nicht mehr gültig ...In solchen Fällen hilft oft eine PN (persönliche Nachricht) an den Threadersteller.
/quote]

Ein paar Seiten später kommt der neue Link, die Site ist umgezogen!

Gruß Richard

[Christoph2]

Hi,

ich habe genau so etwas schon bei meinem Roboter eingebaut:

Um das Problem mit den Schleifringen zu umgehen habe ich den Schrittmotor zuerst 180° in die eine Richtung drehen lassen, dann wieder zurück, dann wieder vor, usw...

http://img835.imageshack.us/img835/7581/img4182j.jpg

Das hat eigentlich recht gut funktioniert. Ich habe damals 64 Werte aufgenommen (verteilt auf 180°), habe sie per UART an den PC geschickt und dort hat ein Labview Programm die Werte in einem Diagramm dargestellt, das dann so ausgeschaut hat wie ein Radarbild.

Wenn man 360° abscannen will braucht man nur auf der anderen Seite des "Turmes" noch einen Sharp Sensor montieren. Wie schnell du abscannen kannst hängt davon ab wie viele Messungen du auf den 360° verteilt haben möchtest. Du kannst aber auch mehr Entfernungssensoren montieren, z.B. den Turm 4-Eckig machen, und auf jede Seitenfläche einen Sensor, dann brauchst den Turm nur noch 90° Drehen und scannst trotzdem 360° ab.

Als Entfernungssensoren gibt es wie gesagt welche auf IR und welche auf US Basis.
US hat den Vorteil, dass die Sensoren viel größere Entfernungen messen können, ungefähr 3cm bis 6m.
IR kann nicht so hohe entfernungen messen, da ist ca. 1,5m die Grenze (ich habe den Sharp GP2Y0A02YK verwendet, http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=71&products_id=114 )
Der Große Vorteil der IR Sensoren ist aber der kleine Erfassungswinkel. IR Sensoren tasten die Umgebung "punktförmiger" ab.

Noch "punktförmiger" gehts nur mit einem Laser-Entfernungssensor, die sind aber sehr groß, schwer und teuer:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=55267

lg Christoph

[Bammel]

hier im thread gab es aber mal einen umbau eines sharp sensort wo ein laser eingesetzt wurde und so eine höhere reichweite erziehlt wurde.