Kompass

[Moppi]

Hallo,

ich habe hier im Forum schon drüber gelesen. Insbesondere von offenbar recht komplizierten/umfangreichen Kalibrierungen von Kompassmodulen. Gibt es inzwischen andere Module, die "pflegeleichter" einzusetzen sind?

Freundlichen Gruß
Moppi

[Che Guevara]

Hi,

ich persönlich kenne jetzt keine "pflegeleichteren" Kompasssensoren, dafür aber pflegeleichtere Kalibrierroutinen! Der sog. "Gauss-Newton" Algorithmus eliminiert die Notwendigkeit, den Sensor wirklich haargenau in alle Richtungen ausrichten zu müssen und erleichtert die Kalibrierung wirklich erheblich.
Ist wahrscheinlich nicht die Antwort, die du haben wolltest, aber evtl. hilft es dir ja trotzdem weiter.

Gruß
Chris

[Defiant]

Bosch BNO055, z.B. tinkerforge imu brick 2.0. Ist jetzt eine volle IMU und kein Kompass, hat den Vorteil das er dir Norden immer anzeigen kann, egal welche Neigung das Modul gerade hat.

[Moppi]

Hallo Chris!

Danke Dir, für den Hinweis!

Ich habe noch mal etwas gelesen und es ist wohl drinnen vor allem ein Problem, dass man ständig irgendwo Magnetfelder hat. Mancher schreibt, dass er es dennoch brauchbar hin bekommt. Wobei brauchbar dann wieder so eine Sache ist (Abweichung bis zu einigen Grad). Aber ich denke, das ist mit allen andern Methoden, für drinnen, nicht viel besser. Ein "normaler" Kompass dürfte womöglich nicht genauer sein. Ich dachte, mit einem Kompassmodul könnte man schnell und einfach die Ausrichtung feststellen, es braucht ja nur einen definierten Bezugspunkt, zur Orientierung. Aber das scheint doch etwas komplizierter zu sein. Baken will ich vermeiden, egal welcher Form. Aber vielleicht ist das am Ende eine der einfachsten Methoden, um in jedem Raum einen Orientierungspunkt zu haben. Habe schon ziemlich alle Methoden durch, die praktikabel wären. Hier im Forum hatte jemand was mit Bildverarbeitung vorgestellt, was interessant ist, aber von den Hardwareanforderungen mächtig gewaltig.

@Defiant

Danke, auch Dir, schaue ich mir an!


MfG

[Rabenauge]

Hm doch, es _geht_ besser- auch mit nem billigen Kompass-Modul.
Ich bin da die Tage über ein Arduino-Header-File gestolpert, was mal tatsächlich erstaunlich gut funktioniert (allerdings nur mit der GY271-Platine, mit der GY273 wiederum _nicht).

Kalibrieren muss man auch hier- aber "eigentlich" nur, wenn sich in der Umgebung des Kompasses was am Magnetfeld ändert.
Ich vermute, mit ner anderen Empfindlickeit, geht da noch was.
Trotzdem krieg ich damit schonmal Genauigkeiten <1° hin, die auch reproduzierbar sind.
Bin gerade dran, das in Freddie II einzubauen, dort wird es dann so sein, dass man beim Einschalten auf Wunsch neu kalibrieren kann (was man per Taste bestätigt, worauf sich Freddie dann einige Male im Kreis dreht, um die nötigen Daten zu ermitteln), und diese Daten werden dann ins EEPROM geschrieben.

Es sieht sogar so aus, dass es eventuell möglich ist, nen Hinweis auszugeben "Wir sollten den Kompass mal kalibrieren", wenn das nötig ist. Ich hab nämlich festgestellt, dass bei nicht guter Kalibrierung die Nadel auch im Stand deutlich ausschlägt- man kann das also detektieren.
Da muss ich noch ein bisschen experimentieren, genau wie mit der Empfindlichkeit.

Der Haken: so funktioniert es nur in einer Ebene- ist bei Freddie aber egal, der kann ja nicht mal Männchen machen. Und da der ne reine Teppichratte wird, geht das so schon mal.

Genauere Infos gibt es hier. (https://arduino-er.blogspot.com/search?q=compass)

[Andre_S]

Hallo,

das kalibrieren fand ich bei meinen älteren Bots auch nicht so als Problem. Die Genauigkeit beim drehen auf der Stelle lag auch bei ca. 1-2° da zentral verbaut und durch die Botgröße auch weit genug von Objekten entfernt. Allerdings bei der Bewegung im Raum kommt man zwangsweise in Bereiche unterschiedlicher elektromagnetischer Felder oder anderweitiger Einflußfaktoren und dann hatte ich da auch Abweichungen von durchaus 10-15° oder in extremen Fällen auch 20.
Trotzdem sehr hilfreich, denn am Ende reichte es um Drehbewegungen auf der Stelle sehr genau durchzuführen und auch zur groben Richtungsorientierung. Bei gradlinieger Bewegung innerhalb des Raumes konnte man die Pol-Veränderung durch äußere Einflüsse auch gut beobachten...
Ob das inzwischen besser geworden ist weiß ich nicht, beim Sanbot habe ich das noch gar nicht getestet.


Gruß André

[Defiant]

(...)Bereiche unterschiedlicher elektromagnetischer Felder oder anderweitiger Einflußfaktoren und dann hatte ich da auch Abweichungen von durchaus 10-15° oder in extremen Fällen auch 20.
Trotzdem sehr hilfreich, denn am Ende reichte es um Drehbewegungen auf der Stelle sehr genau durchzuführen und auch zur groben Richtungsorientierung. Bei gradlinieger Bewegung innerhalb des Raumes konnte man die Pol-Veränderung durch äußere Einflüsse auch gut beobachten...
Ob das inzwischen besser geworden ist weiß ich nicht, beim Sanbot habe ich das noch gar nicht getestet.

Genau das macht der BNO055 gut (https://hackaday.io/project/25406-wild-thumper-based-ros-robot/log/62143-razor-imu-vs-tinkerforge-imu-brick-20-magnetic-interference), und das ist für mich eine sehr wichtige Eigenschaft, da auch nur kleine Fehler in der Rotation große Fehler in der Translation zur Folge haben. Neben der Spülmaschine haben meine Roboter mit allen anderen IMUs (von AltIMU bis RazorIMU habe ich viele durch) immer die Orientierung verloren. Geht theoretisch natürlich mit anderen IMUs (https://youtu.be/RmWpire__Zw?t=98), aber der BNO055 hat die Korrekturen gleich an Bord.

[Andre_S]

Genau das macht der BNO055 gut (https://hackaday.io/project/25406-wild-thumper-based-ros-robot/log/62143-razor-imu-vs-tinkerforge-imu-brick-20-magnetic-interference), und das ist für mich eine sehr wichtige Eigenschaft, da auch nur kleine Fehler in der Rotation große Fehler in der Translation zur Folge haben. Neben der Spülmaschine haben meine Roboter mit allen anderen IMUs (von AltIMU bis RazorIMU habe ich viele durch) immer die Orientierung verloren. Geht theoretisch natürlich mit anderen IMUs (https://youtu.be/RmWpire__Zw?t=98), aber der BNO055 hat die Korrekturen gleich an Bord.

Hallo,

wenn es bei Dir so gut funktioniert ist das Teil sicher eine Bereicherung! Hast Du auch keine Probleme im Bereich Stand-LS u.ä?
Ich war halt etwas skeptisch, da mehrere tausend Euro teuren Drohnen auch oft magnetische Interferenzen melden.


Gruß Andre

[Che Guevara]

Hi,

ich habe selber in meiner Drohne einen LIS3MDLTR verbaut, welcher im "Normalzustand" auch auf Interferenzen reagiert (wie erstmal jede Form von Magnetsensor).
Allerdings berechne ich bei jeder Messung die Länge des Magnetvektors. Sollte diese Signifikant von 1 abweichen, verwende ich die Daten garnicht bzw. nur geringfügig. Dadurch dass der Gyro-Offset ständig angepasst wird, komme ich so bei einer magnetischen Störung trotzdem einige Sekunden ohne größeren Fehler aus.
Damit kann man auch erkennen, ob eine Kalibrierung notwendig ist oder nicht bzw. auch die Genauigkeit der Kalibrierung einschätzen.

Gruß
Chris

[Defiant]

(...) Stand-LS u.ä?

Magst du den Begriff Stand-LS bitte einmal erläutern?



Ich war halt etwas skeptisch, da mehrere tausend Euro teuren Drohnen auch oft magnetische Interferenzen melden.

Da bin ich neugierig, was für Interferenzen sind das? Ich hab nur so ein Selbstbau Arducopter mit Beaglebone Blue und bisher nichts festgestellt. Ich fliege aber natürlich auch nicht in der Nähe von Stromleitungen o.ä.

[Andre_S]

Hallo,

ja, klar,.. ich meinte damit speziell meine beiden Canton Standlautsprecher und die Subs.
Vom Drohnen Selbstbau habe ich keine Ahnung, ich meinte die DJI Inspire 2. Man fliegt ja bei Filmaufnahmen nicht immer nur im freien Gelände. Und für so ein teures Teil ist es schon "blöd" wenn man dies so leicht kompensieren kann. Wobei aber auch meine DJI Mavic 2 schon die Meldung im SmartController ausgeworfen hat, vermutlich durch die Nähe größerer metallischer Objekten, zumindest konnte wir da auch nichts anderes entdecken und teilweise reicht da auch schon ein etwas ungünstiger Start/Landepunkt. Muss nicht unbedingt das Autodach sein. :D

Aber wir gleiten hier vom Thema ab, es ging ja um die Calibrierung von Kompassmodulen. Ich weiß ja nicht wie Moppi sich nun entschieden hat, aber eventuell kann er ja zu gegebener Zeit seine Erfahrungen mitteilen...


Gruß Andre

[Moppi]

Ich habe mich noch gar nicht entschlossen. Das Teil soll sich noch immer drinnen bewegen, neben vielen elektrischen Geräte und WLAN-Sender. Ich habe da von der Funktion so meine Zweifel, Deswegen habe ich schon drüber nachgedacht, einfach vielleicht selber einen Kompass zu bauen. Ich habe gar keinen. Müsste mal einen kaufen und sehen, wie sich so ein normaler Kompass drinnen schlägt, wenn alles so eng und mit Elektronik vollgestopft ist und Teils mit Metall. Wenn überhaupt wollte ich nur ein Signal 0/1, wenn der nach Norden zeigt. Aufgrund der vielen festen Gegenstände ist die Orientierung drinnen aber vielleicht auch einfach so möglich. Das habe ich noch nicht versucht, was ich für Werte da raus holen kann und wie die Auswertung sein müsste. Aber irgendwas Eindeutiges zur Orientierung muss da sein. Damit eben die Pose feststellbar ist.

MfG

[Rabenauge]

Ich hab eben ein bisschen herum probiert: wenn man die Kalibrierung anständig macht (das Ding einfach innerhalb der Minute einige Male im Kreis drehen) klappt die Nord-Süd-Richtung sehr zuverlässig.
Auch unter verschiedenen Bedingungen.

Und auch erstaunlich robust, selbst Ortswechsel in der Wohnung machen nicht viel aus- allerdings mein grosser Subwoofer schon!
Direkt vor dem dreht sich diese Achse um 10 Grad weg...aber nicht mal auf meinem 3D-Drucker (Alu-Heizbett, Schrittmotoren usw ringsum) lässt der Kompass sich ernsthaft beeindrucken.
Was nicht gut klappt ist die West-Ost-Achse. Die ist um fast 30 Grad verdreht.
Das kann aber daran liegen, dass sich Freddie nicht wirklich um den Kompass drehen kann, die beiden Räder sitzen hinten, der Kompass vorne seitlich, der eiert also beim kalibrieren schon ganz ordentlich.
Das sollte das Offset der Achsen schon verschieben (evtl kann man mit probieren diese Werte manuell noch verbessern).
Den Kompass genau zwischen die Räder setzen möchte ich nicht- dann sitzt er auch genau zwischen den Motoren (und verdammt nahe dran).

Ich denke, so kann man den Kompass, zusammen mit den Odometern (mit denen kann ich ja rausfinden, ob ich mich _wirklich_ um 90° gedreht habe, unabhängig davon, wass der Kompass dazu sagt) durchaus gebrauchen.
Ob der nun meint, wir fahren nach 250 Grad, oder nach 270 Grad, ist eigentlich Wurst- solange er seine Meinung nich mittendrin ändert.
Und als Referenz kann ich die Nord-Süd-Linie nehmen, die passt.

[Moppi]

Ja, ich habe von einem Marathon gelesen, irgendwie diesen dösigen Kompass hin zu bekommen. Das war abschreckend genug, so was wollte ich mir eigentlich nicht antun.

MfG