Abstandsmessung Bluetooth?

[Peter_Schweiger]

Hi all,
ich habe im Bereich Robotik/Microcontroller/Sensorik bisher wenig Erfahrung, deswegen bitte ich meine offensichtich sehr (!) rudimentären Fragen zu entschuldigen. Komme aus einem ganz anderen Bereich (Simulationen Mehrkörperdynamik)...

Ich benötige zwei mobile Sensoren die den Abstand zueinander messen und ab einem bestimmten Abstand X (zb. 15 Meter) Alarm (in optischer oder aktustischer Form) auslösen.

Die Sensoren sollten durch verschiedene Medien "durchfunken" können, da der Raum zwischen den Sensoren nicht immer "frei" ist. Eigesetzt sollen die Sensoren im Straßenbereich, d.h. es könnten sich durchaus ein o. zwei Fahrzeuge/Passanten zwischen den Sensoren befinden.

Anforderungen:
- klein (maximale Größe die einer Zigarettenpackung), günstig und stromeffizient (Check des Abstandes alle 20 Sekunden)
- Abstand max. 30 Meter, Genauigkeit ca. 0,5 Meter (also nicht wirklich genau ;)

Fragen:
- welche zugrundeliegende Übertragungstechnologie zur Ermittlung der Entfernung könnte ich verwenden? Bluetooth?
- Gibt es derartige Sensoren von der Stange (die lediglich programmiert werden müssen)?

Besten Dank
Peter Schweiger

[thewulf00]

Mir ist keine physikalische Variante bekannt, die allein durch die Funksignale die Entfernung sicher bestimmen, und zwar UNABHÄNGIG von den durchdrungenen Medien. Man könnte die Laufzeit nehmen, aber die ändert sich, wenn sich die zu durchdringenden Medien ändern. Also wäre höchstens noch eine externe Ortsbestimmung machbar.

[Peter_Schweiger]

ok, vielen Dank für die Antwort! Die Genauigkeit leidet natürlich sehr (je nachdem wie groß das Spektrum der durchdrungenen Medien ist), diese ist in der geplanten Anwendung aber nicht ausschlaggebend. Auch eine Genauigkeit von ca. 5-10m wäre total akzeptabel.

Am Ende soll der Sensor_1 lediglich zwei Zustände identifizieren:
- 1: Sensor_2 befindet befindet sich innerhalb eines Radius von z.B. 20m (es besteht Funkkontakt bzw. minimale Empfangsstärke von x)
- 0: kein Funkkontakt, Sensor_2 ist ausserhalb eines Radius von z.B. 20m

Was wäre die wirklich einfachste Möglichkeit soetwas zu bauen?
Gruß
PS

[thewulf00]

Also das meinte ich doch gerade. Man würde hier die Signallaufzeit messen und daraus auf den Weg schließen. Wenn der Funk nun nur Luft durchdringt, ist das Signal viel schneller, als wenn es z.B. massive Materialien durchdringt. Die Messung würde meiner unqualifizierten Schätzung nach, so arg abweichen, dass man die Werte nicht mehr verwenden kann.

[Peter_Schweiger]

ok vielen Dank, der Punkt ist klar. Ggf. könnte ich durch Änderung der Versuchsanwendung einiges ausklammern.

Auf welche Technologie würdest Du setzten (möglichst robust, möglichst günstig, möglichst stromeffizient)?

Gibt es neben Bluetooth (Ermittlung der Signalstärke und anschl. Abschätzung (das Wort Berechnung habe ich gestrichen ;) der Entfernung) andere Technologien die Dir spontan einfallen?
Gibt es irgendwelche "von der Stange" Artikel sodass der Aufwand möglichst gering bleibt?

Besten Dank
Gruß
PS

[thewulf00]

Also für die Anforderung der Genauigkeit METER mit beliebigen Dingen zwischen den Robotern finde ich keine Möglichkeit. Man könnte auf externe Baken ausweichen, aber die müssten dann jeweils Sichtkontakt zu einem Bot halten, und untereinander die Koordinaten wissen. Ansonsten ... frag mal jemand anders. Mir fällt nichts mehr ein.

[oberallgeier]

Hi Peter,

willkommen im Forum.


... Am Ende soll der Sensor_1 lediglich zwei Zustände identifizieren ... innerhalb ... 20m ... ausserhalb ... 20m ...Ich bin kein Funkfreak - kenn mich da eher sehr schlecht aus. Aber so wie Du das beschreibst, reicht vermutlich ein kleines Funkgerät und ein "dazugehöriges" S-Meter (ein Empfangsstärke-Messgerät). Dazugehörig: allerdings müsste das S-Meter recht feinfühlig auf den Sender abgestimmt sein/werden, dmit sonstige Sender weitgehend ausgeblendet werden. Das wäre dann wieder ein hübscher Antennentrick . . . . Aber es sollte gehen.

Viel Erfolg

[Peter_Schweiger]

die Idee mit dem Funkgerät & dem S-Meter gefällt mir, besten Dank!

[thewulf00]

Diese Idee ist aber nur die Fortsetzung Deiner Bluetooth-Idee und beachtet nicht die Materialproblematik, die ich angesprochen habe. Ich würde es aber mal auf einen Versuch ankommen lassen.

Aber bedenke, nicht umsonst wird eine 100-Meter-Reichweite in Häusern oftmals auf 20-Meter gekürzt. Das ist Faktor 5 für den Materialwechsel!

[Bernina]

Hallo Peter,

besser als eine direkte Entfernungsmessung wäre aus meiner Sicht eine geographische Positionsbestimmung. Aus der Position der Objeke kann dann die Entfernung berechnet werden. Die Positionsbestimmung kann man doch mit (preiswerten) GPS-Empfängern inkl. Ortungsfunktion realisieren. Diese bieten die gewünschte Genauigkeit im Meter-Bereich.

mfg
Bernina

[Peter_Schweiger]

Hi Bernina,
GPS ist leider nicht möglich aufgrund der Versuchsanordnung (indoor tracking, und dort kein GPS Empfang).
Gruß
Peter

[oberallgeier]

... Eigesetzt sollen die Sensoren im Straßenbereich ... ein o. zwei Fahrzeuge/Passanten zwischen den Sensoren befinden.
Anforderungen:
...
- Abstand max. 30 Meter, Genauigkeit ca. 0,5 Meter ...
... GPS ist leider nicht möglich aufgrund der Versuchsanordnung (indoor tracking ... kein GPS Empfang) ...Möglichkeiten :
1) wir werden mit falschen Anforderungen verschei... falsch informiert.
2) Eine Anwendung für Strassenverkehr wird im Hause getestet (findest Du das zielführend oder blos witzig?).
3) Anforderungen wechseln von Tag zu Tag.

Was davon stimmt? Habe ich etwas nicht mitgeschnitten? Was soll nun wirklich gemacht werden? Ich finde es nicht richtig lustig, wenn nur teilweise offengelegt wird was gemacht werden soll, aus Absicht oder weil man´s eben nicht überlegt und wir dann mit vielen Ratschlägen irgendwie im Nebel rumstochern dürfen.

[Peter_Schweiger]

Hi Oberallgeier,

du hast eine Möglichkeit nicht in Betracht gezogen:

4.) Alle bisherigen Angaben zum Versuchsaufbau sind korrekt und es gibt sowohl ein Tracking im Strassenbereich alsauch an Orten ohne GPS Empfang (Tunnel, Parkgaragen usw.).

Die Angaben zur Trackinggenauigkeit wechselten tatsächlich, die Genauigkeit ist hier sekundär.

Werde jetzt einmal mit der von Dir vorgeschlagenen Lösung S-Meter/Funkgerät losstarten.
Gruß
PS

[Bernhard667]

Hallo,

die gängigen RF-Module (RFM12B RFM22B) messen die Stärke des empfangenen Signals, Stichwort RSSI im Datenblatt.
Vielleicht reicht das ja schon für eine grobe Abstandsbewertung.

Bernhard

[Thoralf]

ich muß Oberallgeier recht geben. Beschreib doch mal konkret, was du machen willst. Vllt. eine kleine Skizze. Bilder sagen mehr als tausend Worte.
Nach all dem bisher gesagten: es wird so nicht funktionieren.
Mal zu den einzelnen Vorschlägen und Anforderungen:

- GPS. indoor fast garnicht, outdoor liegen die Fehler im 5...10m-Bereich. Reflexionen in Strassenschluchten verschlechtern die Ergebnisse noch mehr. (Navis haben durch ihr street mesh gewisse Redundanzen und sind dadurch etwas besser aber verwechseln dicht beeinnanderliegende Strassen auch)

- S-meter viel zu ungenau, wird durch Reflexionen (Fahrzeuge) , Abschattungen usw. sehr stark verfälscht.

- Ultraschall wird durch Dämpfungen stark verschlechtert, reflexionen machen Probleme

- IR setzt Sicht voraus, Baken scheiden vllt. dadurch aus

- Funklaufzeit: eh hallooo??? Weisst du überhaupt, in welchen Dimensionen da gemessen wird? In 1ns legt Licht 30cm zurück -> 3m Genauigkeit = 10ns
sicher, mit entspr. Aufwand kann man das schon messen (Phasenmessung z.B.)
Die Laufzeitunterschiede in untersch. materialien sind nicht so riesig, das sie hier bei diesem Problem eine Rolle spielen, oder?

Fazit: - beschreib mal das Problem ohne rumzueiern. Was wollt ihr wirklich?

- Bei kleinen Robotern würde ich das Bakenverfahren mit IR favorisieren (ist genau genug, Aufwand vertretbar)
und bei Sichtverlust Odometrie aufschalten. Ist Sicht wieder da, dann sofort Baken anmessen. Auch das polar-star-Verfahren ginge indoor ganz gut

- Funkpeilung ginge auch, aber Aufwand hoch und Reflexionen stören

Die Übertragung mit Bluetooth oder Rauchzeichen ist sowas von sekundär.... löse erstmal die Messproblematik.