Indoor-Ortung

[steg14]

Idee: wenn der Roboter wissen will wo er ist, sendet er ein IR-Signal.
Bake 1 sendet daraufhin ein US-Signal zurück. Bake 2 sendet ein US-Signal um 100ms verzögert.
Aus den Laufzeiten/Entfernungen lässt sich relativ einfach die Position im Raum errechnen.
Es besteht freies Sichtfeld, die Roboter dürfen vorher kalibiert werden.

Meine Fragen:
1. Lässt sich sowas überhaupt machen?
2. Die Bestimmung der Richtung aus den Laufzeitunterschieden der beiden US-Empfänger ist mathematisch relativ aufwendig, welche Alternativen gibt es?
3. Die IR-Dioden haben meist einen Abstrahlwinkel von 10°. Wie kann man einen IR-Rundstrahler realisieren?
4. Die US-Mikrofone haben sicherlich eine starke Richtwirkung. Wird der US rundum empfangen wenn man sie nach oben ausrichtet?

[BMS]

Hallo,
1) machbar sollte das schon sein. Also wenn ich erst mal an das Timing usw. denke - Millisekunden sind für einen Mikrocontroller ein Kinderspiel ;) . Mathematisch müsste man sich das erst einmal "zurecht" legen, erst einmal herausfinden, wie man das berechnen müsste.

3) Einen Rundstrahler könnte man einfach mit vielen IR-LEDs realisieren, die in einem Ring angeordnet sind.

4) Die US-Kapseln haben eher eine breite "Keule", vgl. http://rn-wissen.de/index.php/Bild:Srf10ausbreitung.gif
Da sieht man: bei 90° ist die Empfindlichkeit etwa -20dB = Faktor 0.1 , das bedeutet anschaulich, dass der Sensor in senkrechter Richtung nur noch ein Zehntel von der Empfindlichkeit im Vergleich zu "gerade aus".

Für den Anfang wird wahrscheinlich erst einmal die Signalaufbereitung die größte Hürde sein, die Signale der Ultraschallsensoren musst du ja irgendwie verstärken und möglichst digitalisieren.

Habe mal etwas von einem Binauralsensor gelesen, (war vielleicht in einem elektor-Heft?), da wurde ein kleiner Roboter mit 2 "Ohren" gebaut, der anhand der Laufzeitunterschiede des Schalls auch die Richtung feststellen konnte und dann den Kopf gedreht hat.

Das hier habe ich auch noch gefunden:http://www.heise.de/ct/projekte/machmit/ctbot/wiki/Localization

Grüße, Bernhard

[TobiKa]

Das Thema wurd ehier schon unzählige male Besprochen, such mal nach "Indoor GPS"

[PICture]

Hallo!

Die Idee vom BMS gefällt mir sehr, wenn ich sie richtig verstehe. Sollten die IR LED's und Photosensoren paarweise rund um den Bot gemultiplext werden ? Dass wäre eben einfache sich drehende IR Backe ohne Mechanik. :D

Weil es immer nur eine LED (eventuell pulsweise) mit Strom versorgt würde, wäre es für meine langsame und stromsparende künstliche Tiere (k.T.) für Hinderniserkennung (nur in 4 Richtungen) sehr interressant, da ihr Stromverbrauch kleiner als Anlaufstrom der Motore seien sollte. ;)

[Richard]

Idee: wenn der Roboter wissen will wo er ist, sendet er ein IR-Signal.
Bake 1 sendet daraufhin ein US-Signal zurück. Bake 2 sendet ein US-Signal um 100ms verzögert.
Aus den Laufzeiten/Entfernungen lässt sich relativ einfach die Position im Raum errechnen.
Es besteht freies Sichtfeld, die Roboter dürfen vorher kalibiert werden.

Meine Fragen:
1. Lässt sich sowas überhaupt machen?
2. Die Bestimmung der Richtung aus den Laufzeitunterschieden der beiden US-Empfänger ist mathematisch relativ aufwendig, welche Alternativen gibt es?
3. Die IR-Dioden haben meist einen Abstrahlwinkel von 10°. Wie kann man einen IR-Rundstrahler realisieren?
4. Die US-Mikrofone haben sicherlich eine starke Richtwirkung. Wird der US rundum empfangen wenn man sie nach oben ausrichtet?

Das dürfte nicht einfach sein, wenn es überhaupt klappt. Den IR Sender rundum zu machen ist recht einfach übereinen Halbrunden Spiegel auf dem die IR Led senkrecht nach oben strahlt. So wird bei den Fußball Robotern ein 360 Grad Kamera Bild ausgewertet.

US sendet eine mehr oder weniger große Keule, hat quasi keinerlei Richtwirkung und wird von Wänden sowie Gegenständen reflektiert. alle Ruflektionen haben je nach dem wie weit das Hindernis vom Sender entfernt ist unterschiedliche Laufzeiten...
Zusätzlich wie willst Du aus der Laufzeit einen b.z.w. 2 Richtungs Vektoren ermitteln? Nur damit "Kreuzpeilung" kann ein Standort ermittelt werden!

Besser geht das mit 2 IR Baken außerhalb des Fahrbaren Bereiches (Leuchttürme/Landmarken in der Seefahrt).
Der Empfänger muss allerdings auf den Bot sitzen und drehbar gelagert sein um die Richtung peilen zu können, leider ziemlich aufwändig. http://de.wikipedia.org/wiki/Kreuzpeilung .

Gruß Richard

[steg14]

Danke für das Bild BMS. Ich denke mit -20dB wirds schon gehen. Aussderdem könnten die beiden Baken auf einem höheren Standpunkt stehen.

Das Problem mit dem IR-Rundstrahler ist also auch lösbar.

Vom Prinzip möchte ich kein GPS und keine Kreuzpeilung. Einfach nur ein Dreieck dessen drei Seitenlängen bekannt sind. Daraus lässt sich alles berechnen.