Dockingstation finden

[seitenmaster]

Hi,
ich würde für mein neustes Roboterprojekt gerne eine Dockingstation bauen, welche der Roboter alleine anfahren kann. Dazu meine Frage:

Mit was für einer Art Signalgeber setze ich das am besten um? Irgendwie muss die Station ja ein Signal ausgeben, welches den roboter leitet. Was nimmt man da am besten?

[Florian]

Also z.B. ginge eine Linie am Boden und eine IR-LED!

[seitenmaster]

Also die Linie ist nicjht so gut, denn ich möchte die Station beliebig platzieren können. An IR dachte ich auch schon. Habt ihr weitere Vorschgläge?

[BlueNature]

Ich habe das auch schon realisier in meinem Roboter, steht auf der Webseite genauer. Ich bin eben daran einen schwarzen Klebestreifen am Boden zu nehmen (Isolierband) und das als genaue Mittelung zu verwenden. Also eine Art Linienverfolgung als bessere Sicherheit nachdem er in die Zielkoordinaten vor der Dockingstation gefahren ist. Die Realisierung der Linienauswertung hab ich mal geätzt, ist sehr flach und am Rumpf als breite Platine in SMD-Technik. Da sitzen 4 IR-LED's und 16 IR-Foto-Transistoren mit 2 8-Bit Schieberegistern die ich seriell als Word in meinen µC lade. Damit weis ich die genaue Position und kann mich genau in Mittellage korregieren. Fotos folgen noch wenn es soweit Zeit hat. Die grobe Position habe ich vorher geschickt über 2 IR-Sendedioden realisiert Hab denen einen definierten Abstrahlwinkel verpasst und damit habe ich 3 Bereiche: Mitte = Frequenz 1 + Frequenz 2 und links eben Frequenz 1 und rechts eben Frequenz 1. Dann kann man sich einpeilen. War aber auch nicht so der Renner, aber es gieng fürs gröbste, hat mich aber nicht sonderlich vom Hocker gerissen. Musste besser werden.

Grüsse Wolfgang

[seitenmaster]

Hi ihr, ich dachte es folgendermaßen: der Roboter muss sich im gleichen Raum wie die Station befinden. Auf der Station befindet sich eine IR-LED als Sender und am Roboter eine Empfängerdiode. Wenn eine zu niedrige Akkukapazität erreicht wird, soll der Robotert in den Heimfahrmodus wechseln und nach der Station suchen. Die soll geschehen, indem er sich um 360 Grad um die eigene Achse dreht und schau, woher ein IR-Signal komm. Darauf soll er dann zufahren bis die Station erreicht wird. WIe weit sendet eine IR-Diode so, dass man es verwenden kann? Meint ihr das könnte so klappen?

[Brückenwächter]

alsoa uchw en ich meinen avr noch nicth programmieren kann (weil ich halt net weiß wie) hab ich doch ne theoretische überlegung dazu
die sache mit dem IR sensor find ich nach deiner beschreibungnet wirklich geeignet
sinnvollerweise hät ich dazu 3 ideen
1.) wenn du da ne rolle mit zwirn obenauf motierst und diese mit einem motor verbindest, müsste er in der lage sein sich an dem faden zurückzuziehen oder wenn dieser auf dem boden liegt den faden als ir abtastung zu verwenden und diesem zu folgen oder nciht? so einbischen nach der alten sage :-)
2.) klebenband zurückfahren nun ja glaube ich ist nicht wirklcih sinnvoll wenn er danne rst durch den raum fährt die linie sucht und der folgt vielleicht solltest lieber sagen du postierst diese station variabel im umkreis von sagen wir 30 cm um einen fixen punkt. wenn du den als sagen wir 5cm langen klebestreifen definierst, dürfte dein robo doch wohlin der lage sein ein suchschema um den klebestreifen abzufahren und so seine station zu finden
3.) wäre die methode mit hilfe einer karte aber ich glaubd as zu programieren is net so einfach
so beim schreiben is mirnochwas eingefallen
4.)wenn die docingstation einen lichtimpuls abgibt müsste der robo doch mit ner fotodiode diesen lockalisieren und diesem folgen können oder etwa nicht? dann dürfte das auch irgendwie funktionieren

[seitenmaster]

Hi also das mit dem Faden hab ich jetzt nicht so richtig kapiert, aber mir zurückziehen usw. hört sich nicht nach wirklich guter Lösung an. Die klebelinien finde ich ziemlich ungeeignet weil ich immer erst alles abkleben müsste und das ziemlich weit wahrscheinlich. Dann ist der Akku leer bis er überhaupt den Anfang der Klebelinie gefunden hat. Und wenn ich ihn nur 10cm vor so einer Linie rumfahren lasse ist das ganze ja auch witzlos. Das mit dem Lichtimpuls und der Fotodiode ist im Grunde das Gleiche wie bei meiner Idee. Die IR-LED gibt ja auch eine Lichtimpuls aus(infrarotes Licht) und die Empfänger-LED sucht danach. Nur bei deiner Idee ist der Nschteil wohl, das ich Tagsüber bei Tageslicht wahrscheinlich ein viel schlechteres Ergebnis habe.

[hrrh]

ein faden ist nicht optimal, weil man da irgendwann drueberfliegt und faeden gelegentlich verhaeddern, wenn der roboter um einen stul faehrt, so wickelt sich der faden um letzteren und irgendwann sind so viele faeden gespannt dass der roboter nicht mehr zurueckkann.
ich schlage daher folgene moeglichkeiten vor:
1. IR
2. ultraschall
3.einen kleinen peilsender. hat der bausatz zur drahtlosen datenuebertragung eigentlich einen ausgang mit dem man die signalstaerke auswerten kann???
4. bilderkennung (der roboter erkennt die station an ihrem aussehen) sehr aufwaendig aber moeglich

[seitenmaster]

Ja bin deiner Meinung mit den Fäden. Also ich denke mal, dass ich es mit IR umsetzen werde. Das ist die günstigste Variante und evtl. auch nicht sehr komplex.

[Florian]

Schalllaufzeit?
(....................)

[hrrh]

durch die schallaufzeit kann man
a) die entfernug berechnen
b) mittels mikrofonen und differenzverstaerkern die richtung des signals feststellen (mit einer warscheinlichkeit von 50% faehrt man in die falsche richtung)
c)mit dem dopplereffekt (wenn man auf die signalquelle zufaehrt wird der ron hoeher; entfernt man sich wird er tiefer) die geschwindigkeit des roboters messen und berechnen; roboter muss sich bewegen
d) moeglichkeit b) und c) kombiniert und viel rechnen; die richtung ist in einigen faellen eindeudig bestimmbar

[Brückenwächter]

da habt ihr mcih glaub ich bissl missverstanden
angenommen du hast eine ebene fläche wo der robo rumfährt
du postierst dir deine dockingstadion an punkt x und im radius r klebst du einens treifen kleband hin
dann muss der robo nur noch eine thaleskreisförmige fläche mit der fläche des kreises + 2xrxbreite des klebestreifens durchsuchen udn dann aht er ja seine station gefunden

[seitenmaster]

Also ist dann wohl hierfür die IR-LED am besten geeignet. Nur bis zu welcher entfernung wird das wohl klappen?

[hrrh]

soweit der roboter die led sehen kann :)
bei idealen bedinnungen (nacht; freie sicht) sollten mehrere km moeglich sein (wenn man die led durch einen kraeftigen IR-scheinwerfer ersetzt und an einem geeigneten standort anbringt); ist aber eine frage des umgebungslichts. in der praxis (mit led) werden die werte zwischen 2m und 50m liegen (je nach empfindlichkeit der schaltung und dem zur auswertung verwendeten software)

[seitenmaster]

Ja da könntest du rechtr haben, aber selbst, wenn es nur 2m funktioniert, ist es ja schon ausreichend.

[Brückenwächter]

protest :-) naja ich blick net durch, wie ihr euch da die umsetzung vorstellt deshalb nochmal die frage was ihr von der idee eines klebebandstreifens haltet um dessen umkreis die dockingstation befindlich ist und die er finden kann?

[RCO]

dann muss der robo nur noch eine thaleskreisförmige fläche mit der fläche des kreises + 2xrxbreite des klebestreifens durchsuchen udn dann aht er ja seine station gefunden

Wie genau soll das aussehen? (Bild)
Und wie findet er dann die abgeklebte Fläche?
Zur genauen Steuerung könnte man Linienverfolgung einsetzen, aber für längere Screcken eignet sich eine oder mehrere IR-BAKEN wohl am besten.

MFG Moritz

[Brückenwächter]

hm klingt zu midnest mal sinnvoll aber davon hab iche cht weniger als gar keine ahnung *G*
wie er die fläche finden soll naja ich denk doch mall das der robo eh alles absucht und abfahren soll und wieso sollte er dabei sich nicht einfach noch im nebenbei damit beschäftigen diesen klebestreifen zu finden
wenn er den dann hat, muss er doch nur noch abspeichern, welche bewegung er danach absolviert hat und diese entweder zurückfahren oder sich einen entsprechenden weg "Überlegen" *G*
wenn er sowieso alles abfährt, sollte er auch das bischen klebeband suchen können oder nicht?

[RCO]

wenn er den dann hat, muss er doch nur noch abspeichern, welche bewegung er danach absolviert hat und diese entweder zurückfahren oder sich einen entsprechenden weg "Überlegen" *G*

Sagen wir, er startet einfach von der LAdestation, dann weiß er wo sie ist (trotzdem muss dann in dieser Fläche auch noch die Station finden! Wie?), Wenn er dann erst mal durch 3 Türen gefahren ist, dürfte es schwer werden, den Weg so genau zu bestimmen, dass er auf jeden Fall wieder zurückfindet. Er muss sich ja am Anfang nur um 2 cm vertun, dann sind das 20 Minuten später schon einiges mehr, denn er berechnet alles auf diesn Fehler drauf. Sicher wäre das ein Uger weg, aber stell dir mal vor, du vertust dich bei jeder Drehung um Bruchteile eines Grades, dann hast du am Ende trotzdem rieseige Fehler. Es wird nicht reichen, um am Ende blind zurückzufahren.

MFG Moritz

[Weja]

Was Wolfgang weiter oben mit den 2 LED´s zum Senden beschrieben hat ist glaube ich der richtige Weg.
Nur würde ich zwischen die Sendedioden eine Trennwand positionieren und die Dioden mit gleicher Frequenz aber unterschiedlicher Pulsweite senden lassen. Zb. Diode1 Pulsweite 50%, Diode2 Pulsweite 25%.
Empfängt der Bot ein 75% iges IR-Signal fährt er genau drauf zu. in den anderen Fällen muß er dann entsprechend korrigieren.

Gruß
Werner

[hrrh]

es sollte sogar mit 1 led funktionieren: auf dem roboter sind mehrere phototransistoren welchs so befestigt sind dass jede in eine bestimmte richtung schaut. die signalstaerke wird miteinender verglichen. in die richtung des staerksten signals wird gefahren
alternativ koennt man auch eine auf IR reagierende kamera verwenden und die lichtquelle auf dem bild suchen. ist aber sehr aufwaendig.

[seitenmaster]

Hi also ich finde die lösung mit linienverfolgung ungeeignet, da er ja erst die Station suchen soll, wenn der Akku ziemlich leer ist und dann kann er nichtmehr ewig rumfahren und nach einer Linie suchen. Das merken der Position halte ich aus oben genannten Gründen für ungeeignet. Ich werde die IR-Lösung anwenden. Er soll sich um 360 Grad drehen und das IR-Signal suchen und drauf zu fahren.

[RCO]

Ja, es hat alles sein Schwierigkeiten. Das Problem mit ner IR-LEd, wird das sein: Was ist, wenn der Roboter sich in einem anderen Raum befindet. In einer Eohnunh ist es schwierig, es sei denn, amn würde z.B. an jeder Ausgnagstür richtung Dockingsation eine Bake anbringen.

MFG Moritz

[BlueNature]

Was Wolfgang weiter oben mit den 2 LED´s zum Senden beschrieben hat ist glaube ich der richtige Weg.
Nur würde ich zwischen die Sendedioden eine Trennwand positionieren und die Dioden mit gleicher Frequenz aber unterschiedlicher Pulsweite senden lassen. Zb. Diode1 Pulsweite 50%, Diode2 Pulsweite 25%.
Empfängt der Bot ein 75% iges IR-Signal fährt er genau drauf zu. in den anderen Fällen muß er dann entsprechend korrigieren.

Gruß
Werner

Hallo Weja!

Das mit den zwei Sendedioden habe ich vieleicht etwas ungenau definiert. Diese sitzen nicht nebeneinander! Die sitzen bei mir links und rechts in den Seitenwänden meiner Dockingstation, also ca. 40cm Abstand auf selber Höhe und selber Richtung parallel! Den Abstrahlwinkel hab ich mit Röhrchen reduziert und genau ausgerichtet. Damit kann ich ab ca. 2m vor der Dockinstation bereits die Mittellinie finden. Die Position dort weis ich durch meine Navigation, ist aber normal nicht vorhanden. Ic hnutze es nur um grob vor die Dockinstation zu fahren und dann genau einzudrehen aus paar mm genau. Sonst bekomm ich nicht immer die richtige Position zum anfahren der Ladekontakte von unten. Die Richtung bekommt der Roboter aus dem Kompass. Zeichne es dir mal auf Papier auf mit den Sendedioden und den Abstrahlwinkeln, es gibt 4 mögliche Frequenzbereiche und Frequenzfreie Bereiche. Diese kann man nutzen an dem Übergang Frequenz A / Frequenz A/B und Frequenz B. Der Roboter muss dann von sich aus versuchen von A nach AB und B zu fahren, dabei die Richtung quer zur Dockinstation fahren. Dann die Frequenzübergänge per Distanzmessung in den Antriebsrädern (Ketten) merken und dann einfach (Position 2 + Position 1) / 2 zurückfahren und genau 90! links drehen. Dann nach Kompass voraus bis zur Ladeposition (Lichtschranken)

Grüsse Wolfgang

[RCO]

Wie genau ermittelst du denn die empfangene Frequenz. Dalls das nicht alzu schwer ist, wäre das ja auch für jede Menge andere Sachen einsetzbar. Fakt ist, desto genauer die Frequenz ermittelt und erzeugt werden kann, desto mehr BAken kann man benutzen/unterscheiden...


MFG Moritz

[BlueNature]

Wie genau ermittelst du denn die empfangene Frequenz. Dalls das nicht alzu schwer ist, wäre das ja auch für jede Menge andere Sachen einsetzbar. Fakt ist, desto genauer die Frequenz ermittelt und erzeugt werden kann, desto mehr BAken kann man benutzen/unterscheiden...

Hallo RCO!

Das Ganze ist sehr simpel aufgebaut. Ich habe mir einen Quarz genommen und da einfach einen Binärzähler rangehängt. Damit teile ich die Frequenz sehr weit herunter. Habe den CD4060 genommen. Dann einfach einen Transistor und eine IR-LED, eben an verschiedenen Abgängen. Damit hab ich zwei saubere Frequenzen und es geht. Damit kann man sicher noch mehr Baken aufbauen, aber das ist nicht sonderlich störunanfällig. Tageslicht stört gewaltig dabei! Müsste mit einer richtigen eigenen Blinksequenz (ID/moduliert) ausgerüstet werden damit du es sicher einsetzen kannst.

Grüsse Wolfgang

[RCO]

Könnte man nicht alternativ einfach RC5-Befehle senden?
Man könnte jemand mehrere Baken aufstellen, die nacheinander senden, so dass es ncht zu Überschneidungen kommt, so hat man imhin einen Sicherheit, das auch nur gewollte Daten als solche interpretiert werden.
Was für Empfänger verwendest du denn? Die berüchtigten Fotodosen-TSOPs? ;-)
Hängt das Problem des tageslichtes auch damit zu senden, dass die Sendeleistung nicht zu hoch seni darf, da sonst zu viele Reflektionen fehlinterpretiert werden könnten?

MFG Moritz

[BlueNature]

HAllo RCO!

Ich habe es versucht zu realisiere auf einfachste Version, ist nicht das optimale. Du solltest wie du schon andeutest den RC5-Befehl verwenden. Die TSOP's sind mit fixer Frequenz und nicht für meine Variante mit Teiler geeignet, aber wenn man das mit Microcontroller bestückt geht das. Gibt ja µC als 8-Füssler die das bereits können. Wären ideal denke ich. Ich baue aber zur Zeit etwas ganz anderes auf und mache an der Variante nicht weiter. Wie oben angedeutet setze ich 16 IR Reflextaster ein vom Prinzip. Das will ich sehr dünn und optimal haben. Also viel Erfolg bei deinem Baken-Bau, ich orientiere mich im normalen Fahrbetrieb eh ohne IR.

Grüsse Woflfgang

[Mobius]

Ähm, ich weiß ja nicht viel über Dockingstationen (hab noch keine gebraucht ;) ), aber würde es nicht theoretisch gehen, wenn man einen rotlicht-Lasermodul nehmen würde und diesen dann im Raum ausrichtet, sodass es z.b.: bei einem Rechteck/Quader in der Diagonale "durchleuchtet". Dann müsste der Roboter den Strahl nur noch suchen (ein einfaches Suchmuster müsste es schon finden) und diesem dann bis zur Dockingstation folgen.

Ich habe jetzt nen rotlich-Laser gesagt, also die, die man in normalen Laserpointern verwendet, weil man den Strahl genau ausrichten kann, d.h. man sieht ja den Punkt an der Wand und so einen Klasse 1 (oder sind die Dinger 2, ka.) Laserstrahl muss man schon eine oder mehrere Minuten direkt anschauen, damit es zu Schädigungen des Sichtfeldes kommt. Und bei sichtbarem Licht ist ja auch noch der Liedschluss-Reflex da.

Sind nur meine Überlegungen, wie gesagt, reine theorie und bei einem Bot, der durch mehrere Zimmer fahren soll, auch keine Lösung. Da hilft wohl nur ne Routenaufzeichnung/Plan
MfG
Mobius

[seitenmaster]

Also ich will das finden der Dockingstation nur im selben Raum, deswegen mache ich mir da keine Sorgen. Die Idee mit dem Laser finde ich ungeeigneter, da der Strahl fast gartnicht streut und der Bot müsste ähnlich den Raum durchsuchen wie bei der Idee mit dem Klebeband(Linienverfolgung).