IR-bake

[inka]

hallo Besserwessi,

danke für die hinweise zu verbesserung der IR-bake, werde es beim neuen aufbau (alles auf einer platine) versuchen zu berücksichtigen...

- - - Aktualisiert - - -
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@RolfD,

Aber es ist bis hier hin sauber erarbeitet.. also Anerkennung. Da ist dann auch recht egal ob da nun 1, 2 oder 3 LEDs im Kirchhofschen Zweig hängen denn es ändert am bisherigen Grundprinzip der einfachen IR-Lampe nichts.

danke für Dein positives echo...

Zudem führen die Reflektorröhren am Sender nur dazu, das Bereiche entwerder stärker bzw garnicht ausgeleuchtet werden. Wenn ich 6 LEDS mit einem Strahlungswinkel von je 10 Grad habe, aber 100° ausleuchten muss, bleiben nach Adam Riese 40° dunkel! Einer der Gründe warum das Finden einer Position mit diesem Konzept meiner Meinung nach mehr reiner Zufall als wirkliche Orientierung ist. Wenn, dann müsste so eine Röhre auf den Empfänger aber es hätte vor allem einen eingeschränkteren "Sichtbereich" zur Folge. Ob das gut wäre.. müsste man mal testen.

Hast Du es wirklich gelesen, die beschreibung meine ich - der empfänger hat auch ein rohr zu abschirmung...

ansonsten weigere ich mich einfach den rest zu kommentieren, dein sinnloses gemeckere berücksichtigt nichts von den ursprünglichen vorgaben für das projekt (Ir-bake, nichts von LDR, 5-6m reichweite, keine turnhallenanwendung, usw...) Aber mach nur weiter so, das ist auch für andere sehr motivierend...

[RolfD]

@RolfD,

danke für Dein positives echo...

Hast Du es wirklich gelesen, die beschreibung meine ich - der empfänger hat auch ein rohr zu abschirmung...

ansonsten weigere ich mich einfach den rest zu kommentieren, dein sinnloses gemeckere berücksichtigt nichts von den ursprünglichen vorgaben für das projekt (Ir-bake, nichts von LDR, 5-6m reichweite, keine turnhallenanwendung, usw...) Aber mach nur weiter so, das ist auch für andere sehr motivierend...

Inka es ist mir ehrlich gesagt egal was du über mich und mein "sinnloses Gemeckere" denkst. Hier kann immer noch jeder selbst entscheiden was er nachbaut und unter welchen Voraussetzungen. Du musst mich auch nicht mögen und ich muss technische Aspekte nicht Zugunsten deiner "Fan-Gemeinde" unter den Teppich kehren. Aber DU hast mein Beitrag anscheinend nicht mal richtig gelesen, ich VERGLEICHE deine "Bake" mit einem LDR-Empfänger für sichtbares Licht/Lampe denn es ist egal welche Farbe das Licht hat, es hat immer die gleichen physikalischen Grundeigenschaften und daher ist der Vergleich auch nicht so falsch. Auch wenn dir das nicht in den Kram passt!

Davon abgesehen könnte man den ganzen Aufbau auch einfachst nachstellen indem man den RP6 dazu bringt auf eine IR-Fernbedienung zu zu fahren auf der Tasten gedrückt sind. Das auch am IR Empfänger ein Reflektorröhrchen sitzt ist mir tatsächlich entgangen. Aber das ist nur ein Nebensatz/Aspekt aus meinem Post! Es ist echt zwecklos dir etwas vermittel zu wollen wenn du das in persönliche Angriffe ummünzt! Und bevor du dich komplett im Ton vergreifst, les dich erst mal schlau oder erkläre hier nach welchem physikalischen Grundprinzip ausser Try & Error deine "Bake" genau funktioniert! Und selbst wenn es nur Try & Error eines einäugigen IR-Lichtsuchers ist.. wieso hast Du ein Problem das offen zu sagen? Wieso ist das sinnloses Gemeckere wenn ich das sage?
http://de.wikipedia.org/wiki/Terrestrische_Navigation
http://de.wikipedia.org/wiki/Ortsbestimmung
http://archive.cone.informatik.uni-f...eberg_2009.pdf
http://www.mechatronik-ev.de/media/f...Salzberger.pdf

Deine Bake funktioniert nur genau dann wenn der RP6 und EINE der Senderdioden genau aufeinander ausgerichtet sind weil der RP6 genau dann definierte Pulse erkennt. Wozu aber dann 5 Dioden in 5 Richtungen die sich gegenseitig kaum beinflussen aber die ganze Gegend mit IR Licht verschmutzen? Dummerweise reagiert dein RP6 nämlich auch auf IR-Streulicht welches du mit jeweils 4 Dioden zusätzlich produzierst um es dann elegant durch die Röhren abzuleiten damit es eben nicht auch auf den RP6 trifft! Dein Entwurf ist nicht durchdacht, Inka. Das kann man wie gesagt mit jeder Fernbedienung und im Kreis drehen bis der RP6 ein Signal bekommt, nachstellen... Versuch es doch einfach mal mit einem Reflektor und Linse aus einer Billig-led-taschenlampe und EINER (1) IRLED... Oder 5 leds genau in die gleiche Richtung. Nur schlecht wenn der RP6 dann nicht in der Leuchtachse der LEDs steht.. aber das kannst Du auch nicht mit 5 EinzelLEDS verhindern die in 5 verschiedene Richtungen zeigen! 2. Denkfehler! Und auch nicht mit einem Sensor anmessen, der nur Signal oder kein Signal kennt. 3.Denkfehler!
Um es klar zu sagen: Du versuchst hier im Sender die Eigenschaften eines omnidirektionalen und eines punktförmigen Strahlers in einem Gerät zu vereinen, und die grade aktuell vorherrschende Eigenschaft (quasi Winkel abhängig?) durch einen rein digital arbeitenden Sensor, welcher keine Information zur Signalstärke liefert, zu erkennen um daraus dann eine Richtung abzuleiten. Ein Ansatz der einem doppelten Paradoxon gleich kommt. Was ist daran nicht Try&Error? Weisst Du eigentlich warum die IR Sendedioden fürs ACS auf dem RP6 in der Leistung umschaltbar sind? Weil die damit dimmbar sind... und man dosiertes Licht auf dem IR-Chip geben kann! Wäre die Empfindlichkeit des Chips einstellbar oder sogar die Signalstärke zu messen, hätte sich Slyd diesen Kniff klemmen können... Fährst du eigentlich mit aktivem ACS da in den Videos rum, verträgt sich ACS mit deiner Bake? Auch keine ganz so uninteressante Frage...
Sieh es ein.. oder lass es...

Aber ... es gibt sogar eine "Anwendung" die ähnlich funktioniert wie deine "Bake"... der IR-Fußball von AREXX um Robofußball spielen zu können.
Ohne die Anleitung dazu je gelesen zu haben würde ich ja mal fast wetten, das da was von einer Messbrücke und min. 2 IR-Fototransistoren/FotoDioden drin steht...
Gruß

[Besserwessi]

Der Einwand mit dem Extra Streulicht durch die 5 IR LEDs ist wirklich berechtigt. Hierfür gäbe es aber auch eine relativ einfache Lösung: die IR Diode sollten nicht alle gleichzeitig, sondern etwa Zeitversetzt je einen Puls senden. Je nach Breite der der Sendedioden können sich die Bereiche auch etwas überlappen. Die Ausrichtung der IR LED auf den RP wird dann nicht mehr wichtig. Für wenig Streulicht sollte man auch eher den Strahl noch oben und ggf. unten begrenzen.

Die IR Detektoren geben nicht viel mehr als die An/Aus Information - ein bisschen mehr kriegt man über die Länge des Impulses - ein starker Puls wird etwas länger sein. Den Effekt könnt man ggf. noch etwas verstärken, indem der Sender keine gleichmäßigen Impulse sendet, sondern etwa solche mit ansteigender Intensität (etwa das Tastverhältnis von 1% bis 30% hochfahren). Dann wäre es aber wohl einfacher wenn man den Sender auch mit einem µC ausrüstet. Über die Drehung des Detektors und den Winkelbereich über den man das Signal noch empfängt bekommt man eine grobe Schätzung der Intensität. Dafür ist dann die Optik beim Empfänger aber relativ wichtig. Wenn man die Intensität wirklich messen will, müsste man die IR Detektion wohl schon von Hand aufbauen: etwa Fototransistor/Fotodiode - Verstärker mit Filter - AD Wandler , und dann eher mit weniger Modulationsfrequenz (z.B. 10 kHz), damit der A/D und µc mit der Auswertung nachkommt. Ob man jetzt 1 oder 2 Detektoren nutzt macht keinen so großen Unterschied - mit 1 Detektor muss man halt ggf. den Bot als Ganzes drehen. Mit 2 Detektoren geht es vor allen schneller, weil man ohne Drehen für die Richtungssuche gerade auf das Ziel zufahren kann. Mit nur 1 Sensoren müsste man wohl eher so eine Art Schlangenlinie fahren - bei schlechtem (ungleichmäßigen) Untergrund wird dass ggf. schon eine Herausforderung, wenn man sich nicht zu 100% auf die Odometrie verlassen kann.

Gegenüber eine einfache Glühbirne hat der IR Sender aber schon auch noch Vorteile: Der Stromverbrauch kann relativ niedrig sein, und das Signal ist gut von Hintergrundlicht zu unterscheiden. Mit dem Hintergrundlicht dürften die LDRs so ihre Probleme haben.

[inka]

Hallo allerseits,


Ich glaube wir werden nicht mehr allzuviele reaktionen auf meinen vorschlag bekommen...


danke erstmal für die antworten auf meine frage nach der realisierung einer bake v2.0. und für das vertrauen in meine fähigkeiten als projektleiter. Werde mein bestes geben.

Die rückkehr zum normalen ton im RN-forum ist mir auch sehr wichtig, deshalb auch der vorschlag den ich in meinem letzten post gemacht habe. Damit sollte eine konstruktive zusammenarbeit zwischen den „streithähnen“ ermöglicht werden...

Aus den posts zu meinem vorschlag kann man schon die unterschiedlichen meinungen zur lösung der technischen probleme erkennen, bin mir nicht ganz schlüssig wie man solche sich schon sehr widersprechenden erfahrungen in das projekt aufnehmen kann. Es werden im laufe des projektes sicher auch noch andere ideen und vorschläge kommen, die natürlich auch willkommen sind und werden, sofern in der laufenden projektphase noch möglich, berücksichtigt...

Als hauptbeteiligte würde ich die user vorschlagen, die sich bereits zu wort gemeldet haben:
Besserwessi, Dirk, Michael, Radbruch, RolfD und ich. Jeder nach seinen zeitlichen und fachlichen möglichkeiten. Dazu sollten sich alle hier genannten noch einmal äußern, damit das im neuen thread (siehe weiter unten) berücksichtigt werden kann...

Da ich als projektleiter keine entscheidungen allein treffen möchte, würde ich ein verkleinertes „gremium“ vorschlagen, das diese entscheidungen über die qualität des erreichten bzw. den weiteren verlauf des projektes trifft: RolfD, Dirk und ich.

Es wird sicher nicht möglich sein eine bake für alle anwendungen und user zu entwickeln, man sollte versuchen das optimum zwischen funktion und kosten/aufwand zu erreichen...

Zum brainstorming würde ich vorschlagen, dass es noch hier in diesem thread stattfindet, ich würde dann anschließend einen neuen thread eröffnen mit den punkten auf die sich die hauptbeteiligten geeinigt haben (quasi die projektvorgaben) und gleichzeitig einen RN-artikel aufmachen, in dem der entwicklungsprozess beschrieben wird, das ist dort meiner meinung nach übersichtlicher darstellbar.

Folgende punkte würde ich zum brainstorming zum projekt bake 2.0. beisteuern (die basieren natürlich ausschließlich auf meinen erfahrungen bei bake 1.0.!):

• IR – ja/nein
• wenn kein IR was dann?
• Laserdiode? siehe z.b. hier (würde auch mit dem RP6 lichtsensor funktionieren, habe ich kurz angetestet), würde wahrscheinlich keinen reflektor brauchen (sendet punktförmig, reichweite von sich aus schon sehr groß)
• microprocessor atmega 8 (weil ich ihn vom asuro her kenne) um die bake z.b. über I2C oder BT einbinden zu können
• wenn kein atmega 8 was dann?
• 5 (im halbkreis angeordnete) leds, nacheinader sendend (Ir – oder laser), oder
• eine led drehbar (servo), blinkend sendend
• spannungsversorgung über USB
• maximaler verbrauch der bake 400mA
• den anschlus eines BT-moduls vorsehen

[RoboHolIC]

Hallo inka.

Ich möchte Dich bzw. Euch ermutigen, ruhig noch einen Schritt mehr zurück zu treten und grundsätzlichere Betrachtungen anzustellen, so wie man das in einem Lasten-/Pflichtenheft macht. Welcher Controller und welche Funktechnologie, das ist in diesem Moment doch schnurz; manches wird sich aus der Anforderungen ergeben bzw. von selbst verbieten.

Die Fragen sollten momentan eher in diese Richtungen gehen:
- Was genau soll(en) die Bake(n) können
- Bake als Einzelsystem oder ein komplexerer Navigationsverbund?
- Wird ein Routing des mobilen Fahrzeugs durch die Baken gewünscht
- Indoor oder/und Outdoor?
- Welche Technologie ist die geeignetste für die Übertragung?


Vielleicht gehen meine Fragen an der Realität vorbei, aber ich würde zunächst auf dieser Ebene brainstormen und ein Konzept erstellen.
Denkt ruhig groß (modular, universell) in Hard- und Software. Es ist ziemlich lästig, die ersten Erfolge mit 20 LOC (Lines of Code) zu erzielen und dann zu merken, dann die nächste Stufe bei 200 LOC, die übernächste vielleicht erst bei 2000LOC liegt und dazwischen wiederholt aufwendige Umbauten nötig sind.

[RolfD]

Fassen wir mal zusammen, was da ist...

Der RP6 hat ein IR System mit Sender und Receiver onboard. Dazu gibt es bereits den IR Morsetreiber, ich glaube von Dirk. http://www.rn-wissen.de/index.php/RP6_-_Morse-Code
Zudem sind Protokolle wie RC5 und ähnliche vorhanden wie sie jede Fernbedienung mit ca. 5-6m Reichweite produziert. Das Datenübertragungsformat für IRDA wie es manche IRDA-Sticks und ältere Handys nutzen ist komplizierter bzw. kommt auch auf Grund begrenzter Reichweite (30cm-1m) kaum in Frage.

Hat jemand 2 RP6, könnte er also zumindest schon mal einen als Bake in die Ecke stellen und den zweiten darauf reagieren lassen. (So hatte ich mal ein wenig rumprobiert)

Welche andere Lichtsorten haben wir noch? Natürliches Tageslicht, künstliches Licht im sichtbare Bereich und monchromes (Laser) Licht. Wärme (intensives IR) und UV lasse ich mal aussen vor obwohl man Wärme mit einem PIR-Sensor incl. prismatischer Linse auch gut anmessen kann... aber nachher facklet sich noch jemand mit Teelichtern die Hütte ab... lassen wir das also. Microwelle/Radar Langwellen kommt auch nicht in Frage, damit ist aber schon ein Großteil der elektrischen Schwingung abgedeckt. Die ersten beiden besitzen als Lichtquellen verwandte Eigenschaften, Laser ist dagegen meist extrem fokusiert, hat aber daher auch den Nachteil, das man es schlecht anvisieren kann. Laser wäre was für auf den Bot zu montieren, wenn zusätzlich eine Kamera den Lichtpunkt vermessen würde. Laser ist zudem als Lichtschrankensystem sehr gut geeignet. Laser macht also dann Sinn, wenn man weis wo der Strahl landen sollte...aber auch nur dann. Ich stelle mal die Arbeitsthese auf, das alle Lichtsorten ausser Laser im Prinzip als Kugelstrahler die gleichen Reflektions- und Brechungseigenschaften haben... und man daher z.B. auch normale LEDs oder Lampen verwenden _könnte_ .. zumindest um sich die Eigenschaften des unsichtbaren IR-Bündels vorstellen zu können. Daran ändert auch der Umstand nur wenig, das man zusätzlich Linsen und Reflektoren verwendet. Es gibt dann noch die Möglichkeiten per Kamera Licht zu detektieren, allerdings ist das zu aufwändig da dies nach Bildauswertung verlangt.

Es gibt ja grundsätzlich 2 Verfahren zur Entfernungsmessung. Triangulation von Feldstärke und Messung der Signallaufzeit. Für Leuchttürme spielt noch die Erdkrümmung bzw. Sichtachse über Horizont eine Rolle (wesshalb die auch so nette Streifen aufgemalt haben bzw. deren bekannte Höhe über n.N. so wichtig ist) aber die können wir in Zimmern und Gärten glaube ich vernachlässigen  . Die Signallaufzeit ist bei Licht und Funk mit unseren Mitteln kaum zu messen.

Was gibts noch für Signalquellen für Nahortung? Datenfunk im 433MHz Band und Oberwellenbänder fallen eher flach da diese eine Reichweite von üblicher Weise min 100m haben. Blauzahn ist eher geeignet, allerdings bräuchte man ein Blauzahngerät, welches die Feldstärke anmessen und an den Prozessor durchgeben kann. Im Umkreis von 10m könnte man dann zumindest eine Triangulation versuchen, wie es Handyanbieter im großen mit mehreren Sendemasten und dem Handy auch machen können. Dazu wären aber 3 Blauzahn Sender (Mikroprozessorgesteuert) und ein Reciever auf dem RP6 nötig. Die Messgenauigkeit läge in einem normalen Raum von sagen wir mal 4x4m läge bei geschätzen 0,5 bis 1m in jede Richtung. Andere Funksignale sowie GPS kommen nicht in Frage, GPS schon deswegen nicht weil die Lokalvarianz selbst bei freier Sicht auf die Satelliten über Zeiten von mehreren Minuten um 2-10m wandert. Um das zu kompensieren müsste man ein großen Aufwand treiben, der nur für fix montierte Geräte und Geschwindigkeiten wie in der Gletscherforschung vertretbar ist. Für Flugroboter mit einem Aktionsradius von hunderte Metern bis Kilometer macht GPS Sinn, auf einem Kettenbot der magels Batterieleistung kaum weiter kommt als ein mal ums Grundstück zu fahren und dabei 25 mal vom Boardstein kippt weil der Satellit "mal wieder wandert..." - nicht! In wie weit GPS in Räumen Sinn macht kann jeder mit seinem Handy dann noch selbst austesten.

Dann gibts noch den Bereich Schall bzw. Ultraschall. Hier kommt nur Ultraschall in Frage obwohl man technisch auch normalen Schall verwenden könnte - zumindest um sich vorzustellen wie das geht. Nur Ultraschall ab ca. 30 khz hat eine genügend steile Signalflanke bzw. kurze Wellenlänge um daraus mit technischen Mitteln Laufzeitinformationen zu erfassen, das menschliche Ohr schafft das schon bei deutlich tieferen Frequenzen und in erster Linie über stereo hören und Laufzeitunterschieden durch die Kopfbreite/form bedingt. Stereoschallverarbeitung ist ebenfalls ein spannendes Thema aber hier für die Bake und einfache Mono-Systeme eher nicht relevant, wäre aber auch sehr gut nutzbar wenn man den Aufwand nicht scheut.

Mit einem SRF08 und ähnliche Reflexsensoren kann man recht genau und über Reichweiten von ca. 6-10m ... also Schallaufwege bis 20 m seine Umgebung erfassen. Man müsste sich eine Art Karte seiner Räumlichkeit anlegen und Bewegungen im Raum durch vermessen markanter Punkte festlegen. Ich persönlich halte dies für die effizienteste Möglichkeit zu navigieren, allerdings geht das am Konzept einer Bake vorbei und ist aufwändig in Software. Schall ansich eignet sich allerdings auch anders genutzt für Baken da Schall im Gegensatz zu Licht eine messbare Laufzeit hat. Produziert eine Bake z.B. einen Lichtpuls und gleichzeitig einen Schallimpuls, kann man durch die Laufzeit recht genau sagen, wie weit die Bake vom RP6 weg ist. Jeder kennt das Verfahren um zu ermitteln wie weit ein Gewitter weg ist. Elektrisch gesehen würde man dort aber den Funkimpuls zum starten der Zeitmessung verwenden da nicht vorhersagbar ist, wo der Blitz auftaucht. Mit 2 Baken der Art welche sich nicht behindern, kann man schon sehr genau seine Position im Raum festlegen. Problematisch daran sind Schallreflektionen aber da der schnellste Weg immer der kürzeste ist, darf man eben beim Schall messen nur das erste eintreffende Signal verwenden. Da man die Entfernung aus der Schall Laufzeit errechnet, entfallen auch Maßnahmen zum fokusieren und ausrichten wie bei Licht. Die Messgenauigkeit dürfte bei wenigen Zentimetern liegen und mit größerem Abstand abnehmen. Man muss jedoch mit dem nächsten Klick warten bis wieder "Ruhe" im Raum ist, das liegt aber in Räumen im Millisekundenbereich. Nutz man z.B. ein Impulspaket von 4 bis 16 dicht aufeinander folgenden Impulsen + Ein- und Ausschwingen , ist es auch recht eindeutig von Umgebungsschall zu isolieren.

Sinnvoll wäre also eine Bake, welche einen IR Puls aussendet und gleichzeitig einen Ultraschallklick. Der RP6 müsste diesen IR Blitz (bei dem es dann auch nicht auf Reflektion ankommt) einen Messvorgang starten und über einen Ultraschallsensor die Signallaufzeit ab Startblitz berechnen. Davon 2 Stück im Raum und der RP6 kann aus den Laufzeiten seine Position zu den Baken errechnen. Was er damit erst mal nicht rausbekommt ist seine Rotation zu den Baken. Dafür braucht man wieder ein Kompas oder müsste es als Messung über Zeit und Bewegung wie herkömliche Navis errechnen. Der Vorteil, das Ganze kann von einem Punkt aus (Bake) gesteuert werden denn man braucht keine 2 Baken, sondern nur eine sowie einen weiteren externen Ultraschallgeber, der im simpelsten Fall einfach nur an einem langen Kabel hängt. Die Steuerung muss dann abwechselnd die beiden Schallgeber betätigen und bei jedem Schallklick ein IR-Blitz abgeben.
Das System wäre mit 2-3 Ultraschallgebern und einem IR Geber recht einfach analog aufzubauen.
Baut man da jedoch ein Prozessor ein, kann man sich durchaus Erweiterungen überlegen. Z.B. kommunikation mit dem RP6, wobei es da nur auf eine "piepsen auf Anforderung" hinauslaufen kann da die kleinen (8, 16 und 20 Beine) Prozessoren für viel mehr nicht die Kapazitäten haben. Aber es wäre eine Anwendung, welche mit einem einfachen zusätzlichen Reciever auf der Bake a la RP6 Bauart machbar wäre.
Verbaut man einen leistungsfähigeren Prozessor (ab mega16 oder 32 wie M32/RP6) in der Bake, wäre auch eine umgekehrte Messung mit 1 Schallgeber auf dem RP6 und 3 Schallempfängern (über Kabel mit der Bake verbunden incl. Auswertung der triangulation und Übertragung der vermessenen Raumposition per IR an den rp6) möglich. Es hätte zudem den Vorteil, das der RP6 seine Position nicht selbst bestimmen muss und er daher auch diesen Code nicht braucht. Ohne eine räumliche Orientierung (z.b. per 2-dimensionales Array oder Vektoren) wird man da allerdings auch nicht auskommen.
Das Verfahren funktioniert übrigends auch in 2 oder mehr Räumen ... entweder mit mehreren Baken die sich versuchen zu syncronisieren.. per Blauzahn oder Datenfunk... oder eben mit einer Bake und weitere kabelgestützte IR-Blitzer und Schallwandler.

Man kann nun jetzt noch überlegen ob man sich ein SRF Reflexsensor auf den Bot baut um quasi das Ultraschallsignal passiv in der Bake auszuwerten. Diese haben aber doch recht starke Richtcharakteristika ähnlich der Lichtkegel von LEDs. Sinnvoller können da Hochtonkalotten als Signalgeber aus dem Hifi-Bereich sein da diese bessere Rundstrahleigenschaften haben. Es ist auch nicht ganz einfach, bei einem SRF08 den genauen Zeitpunkt des Signalstartes raus zu bekommen da dieser mit einem eigenen Prozessor autark misst. Das Ding hat zwar ein LDR Sensor onboard aber ein Lichtimpulsgeber wäre für die Anwendung sinnvoller gewesen. Die Formel lautet aber: Um so weniger "Richtung" die Komponenten haben, um so einfacher und zuverlässiger wird die Messung!

Alle Verfahren, die nur rein auf Lichtauswertungen basieren, müssen spätestens dann scheitern wenn keine direkte Sichtverbindung besteht. Optisch-akustische Verfahren, welche sich zudem (Licht)Reflektionen auch noch zu Nutze machen, sind in der Nahbereichsnavigation (30cm bis 15m) immer im Vorteil. Allerdings braucht man ausreichend empfindliche Schallempfänger damit man auch garantiert den Ton/Klick (und natürlich auch den IR Blitz) mit definierten Eigenschaften zweifelsfrei mitbekommt. Für Navigaionen im freien (z.B. im Garten) würde man aber wohl besser Blauzahn/Datenfunk und Feldstärketriangulation nutzen da Schall ab ca. 30 m begrenzt ist, so wie auch IR-Licht dort schwieriger zu übertragen ist. Wo Sichtverhältnisse nicht gut sind kann man aber auch per Funk das Startsignal statt IR-Lichtimpuls verwenden wenn man die Datenübertragungszeiten mitberechnet. Auch hier gibts aber Beispiele wie eine DCF Funkuhr oder NTP Dämonen.
Bisher beschäftigen wir uns in Sachen Ultraschall aber nur mit den Signallaufzeiten, auch eine "Feldstärkemessung" über den Pegel des Signals wäre möglich um Störeinflüsse noch weiter zu begrenzen und das Signal zu validieren. Schall kann also 2 Werte aus Eigenschaften liefern die sich nicht widersprechen sollten. Man könnte das aber auch wieder nutzen um den Schallgeber an die Raumakustik anzupassen indem der RP6 den Pegel per IR an die Bake schickt und diese dann z.B. "leiser" oder "lauter" wird um Echos zu eliminieren.

Ansonsten wäre vielelicht die Vermessung mit Laserlicht noch eine Möglichkeit aber da dürften die Messgeräte und Sensoren den Etat der meisten Leute hier sprengen und das Ergebnis wird nicht zwangsläufig genauer. Reine Lichtgeber müssten im fokusierten Lichtstrom immer zusätliche Informationen wie z.B. den aktuellen Abstrahlwinkel übertragen und man kommt von der Kugelcharakteristik weg zu einer Strahlcharakteristik, was immer schwieriger wird zu finden und messen je mehr ich den Strahl fokusiere (extrem Laser). Wie genau man mit Funk und Signal Laufzeiten seine Position ermitteln kann, sieht man übrigends am GPS System. Hochgenaue empfindliche Empfänger können die Position in Langzeitmessungen millimetergenau feststellen, weniger genaue Empfänger nur mit Varianz und auf wenige Meter genau, was angesichts der Entfernung zu den Sendersatelliten schon enorm gut ist!
Mit Licht geht das theoretisch auch den Licht ist ja genau so schnell... praktisch hab ich da so meine Zweifel! Zumindest wenn man in Betracht zieht, das man für den Startimpuls der Messung bzw. zur Erkennung von Differenzen im Datenstrom des Signals kodiert schon eine Atomuhr im Sender oder zumindest einen hochexakten Startimpuls bräuchte... mit einer Auflösung kleiner der Distanz welches Licht in wenigen Zentimetern !!! zurück legt. Da Strom aber nicht schneller als Licht ist, spielen da neben Dämpfungen aber sogar Kabel und Leiterplatten Längen eine Rolle und wir bewegen uns mal eben im Gigaherz Frequenzbereich. Frequenzen die LEDs und in Sperrschichtsättigung gefahrene Transistoren nun mal nicht leisten! Es scheitert da also schon am Signalgeber.
Aus der Funktechnik kennt man noch die logarithmische Regel, das man zur verdoppelungder Reichweite das Signal vervierfachen muss - oder um den Faktor 4 abschwächen damit man die Reichweite halbiert. Man rechnet dort in Decibel - was man auch in der Schallmessung kennt. Es gibt da also durchaus Verwandschaften... und erklärt gewisse Reichweitenbeschränkungen.
Die einzigen Vorteile, die IR Licht für uns gegenüber anderen Lichtsorten hat, ist das es sich einfach durch optische Filter vom normalen Tageslicht abgrenzen lässt und das es leicht in kleinen Mengen herzustellen ist. Etwas was prinzipbedingt jedoch für alle LEDs gilt. Für klarweis ebenso wie rot,blau und grün oder gelb - wenn man jeweils die gleichen Lichtmenge (Lumen) voraussetzt. Spätestens wenn man Leuchtstoffröhren oder LCD-Bildschirme in der Hütte hat, wird man sich wundern, wie viel IR-Energie da zum Teil abgestrahlt wird. IR liegt immerhin recht nah an der Wärmestrahlung wie es Wärmebildkameras anmessen können.

Generell ist bei allen Schallsensoren jedoch zu bedenken, das Tiere den Schall ggf. hören können und darunter auch leiden... wer also mit Schallimpulsen im Ultraschallbereich experimentiert, sollte auch sein Haustier im Blick behalten...

Das war mal eine kurze Zusammenfassung der Möglichkeiten ... natürlich mit Präferenz auf meine Vorstellungen dazu.
Gruß

[Christian H]

Hallo,

interessantes Thema und bei weitem nicht so einfach wie man zu Beginn meinen könnte. Je nach Anwendungsbereich (innen, außen, ein oder mehrere Räume, erforderliche Genauigkeit) kann mal US, IR oder Camera mit Objekterkennung am geeignetsten sein. Die eierlegende Wollmilchsau die universell anwendbar ist gibt es meiner Meinung nach noch nicht.

Falls Ihr noch nicht darauf gestoßen seid: Der TSOP7000 ist ein IR Sensor der mit 455 KHz arbeitet. Das ist schnell genug um die Winkel einer drehenden IR-Bake auszustrahlen.

Kombinierte IR-US Bake: https://www.roboternetz.de/community...ight=CHristian

2 IR Baken: https://www.roboternetz.de/community...ight=CHristian
Viel Spaß noch!

Beste Grüße

Christian

[inka]

Hi Rolf,


ob ich Dich mag oder nicht weiss ich nicht. Ist auch nicht kriegsentscheidend. Was ich definitiv nicht mag, sind Deine ANTWORT – beiträge. Von threads die Du angefangen hast kenne ich nur wenige, kann es also nicht beurteilen, Deine antwortbeiträge habe es aber ich sich.


Ich wurde hier mal gefragt – ich glaube sogar von Dir – was ich denn vom forum erwarte. Meine damalige antwort möchte ich etwas präzisieren:

• wie schon gesagt - keine fertigen lösungen, das ist auch nicht der sinn eines forums, sondern hilfreiche, verständliche, nicht zu theoretische antworten und tipps
• wenn jemand eine frage stellt, hat er ein problem oder weiss nicht weiter. Ihn dann zusammenzufalten und auf bildungslücken hinweisen hilft nicht weiter (wie beim transformer z.b.). Nach solcher behandlung kommen die leute nicht wieder.
• wenn jemand ein projekt (wie die IR-bake z.b.) aufsetzt und an einem bestimmten punkt nicht weiter kommt und nach tipps fragt, hilft ihm ein vergleicht mit einer LDR-lösung nicht - er will ja eine IR-bake. Das kann man als eigensinnig, überheblich bis dumm bezeichnen, diese art von hilfe ist aber auch nicht hilfreich.
• Der antwortender soll (muss!) sich auf den level des fragenden begeben, rückfragen zulassen und geduldig beantworten (gibt’s beispiele hier). Hinweise auf andere threads sind auch hilfreich. Wenn der hilfe leistender das nicht kann (gibt’s auch beispiele hier), sollte er besser nicht antworten.

Um zum „persöhnlich-nehmen“ zu kommen. Wir agieren hier alle - mehr oder weniger anonym durch unsere nicknames – als personen, es geht vordergründig um sachfragen und sachantworten. So weit so gut...
Es gibt aber kaum etwas in Deinen antworten wodurch man sich nicht persönlich angegriffen und runtergemacht fühlt. Und man muss schon eine menge selbstbewusstsein und courage haben um nach so einer „antwort“ noch eine eine frage zu stellen. Das müsste in einem forum aber auch anders möglich sein...


Und nun versuche ich doch noch auf Deine einzelnen punkte einzugehen:


Annahmen:

• bauteile haben keine toleranzen
• die strahlung der 5 IR dioden bildet in horizontaler richtung ein halbkreis mit relativ homogenem IR-licht
• in der vertikalen richtung ist es im querschnitt eine keule, ich habe also im endeffekt eine „halbkreis-keule“, bei abgeschaltetem blinker in etwa gleichmäßig ausgeleuchtet
• durch den einsatz von reflektoren und abschirmungen an den IR-dioden entstehen einzelne, sich teilweise evtl. überlappenden keulen in einem halbkreis
• durch den einsatz des blinkers enstehen bereiche, die zeitweise intensiver leuchten als andere, dadurch wird das ansprechen des empfängers beim erreichen/überschreiten der ansprechschwelle des empfängers und das „ausrichten“ des empfängers auf die dioden möglich
• die IR-dioden erzeugen an wänden / gegenständen reflektionen. Diese überlappen sich untereinander und auch mit den „original“ strahlen, sind aber unregelmäßiger als diese und auch schwächer
• durch das anbringen der abschirmung am empfänger erleichtere und präzisiere ich die ausrichtung des empfängers auf eine der sendenden dioden (achsen deckungsgleich), ohne den RP6 daran zu hindern sich die am nächsten liegende der 5 dioden auszusuchen
• ich nehme auch an, dass es aufgrund der o.g. unterschiede der original IR-strahlen und der streuungen und reflektionen reicht, wenn die software in einer bestimmten zeitspanne eine bestimmte anzahl von regelmäßigen signalen empfängt um zu erkennen – dass es die stahlung der bake war und keine reflektion...

btw: beim abnehmen der reflektoren an den sendedioden und am empfänger ist ein empfang mit der bake-such-software – auch auf geringere entfernung - nicht möglich, alle IR- signale werden dann offensichtlich schwächer und unregelmäßiger und damit den reflektionen ähnlicher

Du musst mich auch nicht mögen und ich muss technische Aspekte nicht Zugunsten deiner "Fan-Gemeinde" unter den Teppich kehren.

ich wusste garnicht dass ich hier eine „fangemeinde“ habe, ich schätze es ist eher nicht der fall. Auch wenn die beiden RN-artikel doch recht oft aufgerufen werden, was mich natürlich freut. Ansonsten siehe oben – meine erwartungen...

ich VERGLEICHE deine "Bake" mit einem LDR-Empfänger für sichtbares Licht/Lampe denn es ist egal welche Farbe das Licht hat, es hat immer die gleichen physikalischen Grundeigenschaften und daher ist der Vergleich auch nicht so falsch. Auch wenn dir das nicht in den Kram passt!

Der vergleich ist ja evtl. garnicht falsch. Wenn ich aber mit einem ultralite fliegen möchte nutzt mir ein vergleich mit einer cesna recht wenig. Ansonsten siehe oben – meine erwartungen...

Davon abgesehen könnte man den ganzen Aufbau auch einfachst nachstellen indem man den RP6 dazu bringt auf eine IR-Fernbedienung zu zu fahren auf der Tasten gedrückt sind. Das auch am IR Empfänger ein Reflektorröhrchen sitzt ist mir tatsächlich entgangen. Aber das ist nur ein Nebensatz/Aspekt aus meinem Post.

Im gegenteil, die abschirmung am empfänder spielt in meinen überlegungen eine entscheidende rolle.

Es ist echt zwecklos dir etwas vermittel zu wollen wenn du das in persönliche Angriffe ummünzt! Und bevor du dich komplett im Ton vergreifst, les dich erst mal schlau oder erkläre hier nach welchem physikalischen Grundprinzip ausser Try & Error deine "Bake" genau funktioniert! Und selbst wenn es nur Try & Error eines einäugigen IR-Lichtsuchers ist.. wieso hast Du ein Problem das offen zu sagen?

Ich habe nie behauptet dass es sich bei meiner IR-bake um eine bis zum letzten punkt durchgerechnete lösung handelt. Ich tue mich beim rechnen etwas schwer, ich probiere lieber und schätze ab. So, wie der RP6 in diesem fall: findet er die bake nicht, dreht er halt noch eine runde oder fährt ein stück weiter...

Deine Bake funktioniert nur genau dann wenn der RP6 und EINE der Senderdioden genau aufeinander ausgerichtet sind weil der RP6 genau dann definierte Pulse erkennt.

Nur dann. Genau so ist es... Und?

Wozu aber dann 5 Dioden in 5 Richtungen die sich gegenseitig kaum beinflussen aber die ganze Gegend mit IR Licht verschmutzen? Dummerweise reagiert dein RP6 nämlich auch auf IR-Streulicht welches du mit jeweils 4 Dioden zusätzlich produzierst um es dann elegant durch die Röhren abzuleiten damit es eben nicht auch auf den RP6 trifft!

Der roboter steht irgendwo im raum und weiss nicht wo die bake ist. Er fährt ein stück, dreht sich und versucht die IR-strahlung zu finden. Es ist sicher besser, wenn er die möglichkeit hat einen von 5 vorhandenen strahlen zu finden als einen einzelnen, daher die 5 dioden

Dein Entwurf ist nicht durchdacht, Inka. Das kann man wie gesagt mit jeder Fernbedienung und im Kreis drehen bis der RP6 ein Signal bekommt, nachstellen... Versuch es doch einfach mal mit einem Reflektor und Linse aus einer Billig-led-taschenlampe und EINER (1) IRLED... Oder 5 leds genau in die gleiche Richtung. Nur schlecht wenn der RP6 dann nicht in der Leuchtachse der LEDs steht.. aber das kannst Du auch nicht mit 5 EinzelLEDS verhindern die in 5 verschiedene Richtungen zeigen! 2. Denkfehler! Und auch nicht mit einem Sensor anmessen, der nur Signal oder kein Signal kennt. 3.Denkfehler!

O ja, der entwurf ist durchdacht:

• bei der fernbedienung hätte ich schon probleme den knopf so lange gedrückt zu halten, aber spass bei seite...
• 5 in einer richtung ist zwar mehr leistung, aber wozu? Durch das pulsen /blinken habe ich doch meine reichweite...
• Der RP6 dreht sich ja, damit er die beiden achsen (sender und empfänger) möchlichst deckungsgleich aufeinander bekommt
• der IR-sensor am RP6 hat auch eine bestimmte ansprechschwelle ab der er erkennt, wann die diode für in „an“ ist, also wann die zwei achsen deckungsgleich sind. Das einzige problem hier ist, dass er evtl. zu schnell dreht und zu spät merkt, dass das eben der fall war...

Übrigens, das ausrichten der sende-diode und des empfängers aufeinander ist eines des schwierigsten probleme bei der bakesuche überhaupt. Auf die 5m bedeutet eine abweichung von 30'' wieviel in bogenmass? Genug um die bake zu verlieren, ohne es gerechnet zu haben – ich habe es erlebt...

Um es klar zu sagen: Du versuchst hier im Sender die Eigenschaften eines omnidirektionalen und eines punktförmigen Strahlers in einem Gerät zu vereinen, und die grade aktuell vorherrschende Eigenschaft (quasi Winkel abhängig?) durch einen rein digital arbeitenden Sensor, welcher keine Information zur Signalstärke liefert, zu erkennen um daraus dann eine Richtung abzuleiten.

Im gewissen sinne schon, nur muss ich die signalstärke nicht absolut messen, weil der RP6 am ansprechen des empfängers merkt – achsen deckungsgleich, oder nicht. In gewissen grenzen ist es auch egal mit welcher signalstärke er das merkt– von dieser hängt nur die überbrückbare entfernung ab. Die empfangene signalstärke muss nur über der ansprechschwelle liegen...

Ein Ansatz der einem doppelten Paradoxon gleich kommt. Was ist daran nicht Try&Error? Weisst Du eigentlich warum die IR Sendedioden fürs ACS auf dem RP6 in der Leistung umschaltbar sind? Weil die damit dimmbar sind... und man dosiertes Licht auf dem IR-Chip geben kann! Wäre die Empfindlichkeit des Chips einstellbar oder sogar die Signalstärke zu messen, hätte sich Slyd diesen Kniff klemmen können...

es ist try & error...und ich weiss nicht was SlyD gerade macht  

Fährst du eigentlich mit aktivem ACS da in den Videos rum, verträgt sich ACS mit deiner Bake? Auch keine ganz so uninteressante Frage...

da kommt es darauf an, aus welchem programm die bakensuche aufgerufen wird. Es wäre empfehlenswert die bakensuche und das ACS nicht gleichzeitig zu betreiben...

Sieh es ein.. oder lass es...

danke gleichfalls...

[SlyD]

Ein Ansatz der einem doppelten Paradoxon gleich kommt. Was ist daran nicht Try&Error? Weisst Du eigentlich warum die IR Sendedioden fürs ACS auf dem RP6 in der Leistung umschaltbar sind? Weil die damit dimmbar sind... und man dosiertes Licht auf dem IR-Chip geben kann! Wäre die Empfindlichkeit des Chips einstellbar oder sogar die Signalstärke zu messen, hätte sich Slyd diesen Kniff klemmen können...

es ist try & error...und ich weiss nicht was SlyD gerade macht  

Der wundert sich, aber hält sich hier raus und hat hier auch nicht alles en detail gelesen  


Allerdings kurz dazu warum man verschiedene Sendestärken einstellen kann:
Je nach Oberflächeneigenschaften der Hindernisse ist die Reichweite des ACS unterschiedlich.
Man kann das damit anpassen.
(gab ja auch schon Tests oder zumindest die Idee die Entfernung zu Hindernissen damit in mehreren
Stufen abzuschätzen)
Sind übrigens sehr geringe Sendeleistungen, sonst wäre die Reichweite viel zu hoch gewesen.
Das kann man auch bei Baken so machen und die Sendeleistung einfach experimentell so anpassen dass
Reflektionen nicht mehr stören.

Übrigens ist diese Bauart mit mehreren Sendedioden und dem abgeschirmten Empfänger bei Baken ganz
normal und üblich.
Allerdings wird oft auch in der Bake ein Mikrocontroller verwendet und codiert gesendet.
Dann kann man teilweise sogar mehrere Baken gleichzeitig - oder zumindest in verschiedenen Bereichen
einsetzen und diese voneinander unterscheiden.
Das kann man beliebig weiter treiben - mehrere TSOP Empfänger, ggf. mehrere Sendefrequenzen,
mehrere Sendebaken, rotierend, jede Bake sektorweise unterschiedlich codiert usw.

Als Anfang passt das was Inka gebastelt (er macht das ja nicht als prof. Entwickler sondern zum Spaß!) hat aber schon.
Verbesserungspotential gibts immer.

Es wäre empfehlenswert die bakensuche und das ACS nicht gleichzeitig zu betreiben...

IRCOMM und ACS funktionieren auch parallel - aber wie gesagt da wäre eine
Codierung der Sendesignale notwendig und der Kram sollte kurze Pausen einlegen...

Mit dem IRCOMM (und für kürzere Reichweite ACS) könnte man übrigens sogar bidirektional mit den Baken
kommunizieren und sie nur bei Bedarf anschalten  


MfG,
SlyD

[RolfD]

@Inka
Ok deine technische Sicht hast Du dargelegt.. ich seh da ein paar Sachen anders und habe das auch begründet ausgeführt...aber gut... ich will nicht mit Dir diskutieren ob (d)eine Lösung funktioniert, schon deshalb weil DEINE Anforderungen zum Thema Bake kaum verallgemeinerbar sind. Und damit ist das auch schon erledigt.

"kriegsentscheidend" ist hier garnichts denn es gibt kein Krieg im Forum! Es geht hier nur um technisches bezüglich dem RP6 + Anbauten.
Ich persönlich - nicht anonym, jeder kann und darf mich hier per PN nach meinem vollen Namen fragen - bin der Meinung, das es besser ist wenn man jemandem den Weg zeigt sich selbst zu helfen als Lösungen vorzukauen oder ohne nachdenken zu übernehmen. User Transformer habe ich in dem Zusammenhang in 2 Posts deutlich darauf hingewiesen, das er sich erst mal mit Grundlagen beschäftigen soll bevor er Dinge anpackt mit denen er offensichtlich weit überfordert ist. Und auch da gabs wie in fast allen meinen Posts Ratschläge wie er es besser als bisher machen kann. Es ist allerdings nicht mein Job Leute von ihrer Dickköpfigkeit zu kurrieren und ich schreibe hier nicht um Leute zu triezen! Leider lesen sich deine Vorwürfe gegen mich aber so.

Wegen Probleme wie Verlust der Bake im Bogenmaß bekommst du von allen Seiten und nicht nur von mir alternative Vorschläge... vielleicht setzt du auch mal welche davon um. Ich sagte schon mal in einem meiner früheren Posts hier, das die Bake in dem Stadium nur der erste zaghafte Schritt sein kann. Wenn Dir das langt.. ok.

Kritik mit patzigen Reaktionen zu beantworten ist eine Unart von Leuten die meinen sie wüssten genug oder bräuchten sich sonst wie nichts sagen zu lassen.
Wer das so sieht.. ok.. warum nicht. In der Tat - wir beide hatten das Thema schon ... und ich hab den Fehler gemacht mich nicht an meinen Vorsatz zu halten. Es geht hier aber nicht um irgendwelche Deppen die sich um des kloppen Willens kloppen, sondern um technische Information, die man vielleicht auch in 1 oder 2 Jahren noch zu dem Thema nachlesen möchte!
Es geht hier nicht um Recht haben/bekommen sondern um das was "zu bedenken" ist wenn jemand seine eigene Lösung baut. Spätestens da ist deine Reaktion auf den einen oder anderen Post - insbesondere wenn er Kritik enthält, was auch immer Du als Kritik empfindest - äußerst unangebracht!
Bleiben wir also im Forum beim technischen Thema und lassen den persönlichen Kram und/oder schreib mir per PN wenn Du meinst das es nötig ist!

Mit dem IRCOMM (und für kürzere Reichweite ACS) könnte man übrigens sogar bidirektional mit den Baken
kommunizieren und sie nur bei Bedarf anschalten

Was aber eine aktive CPU a la ATtiny in der Bake erfordert ... das ist bereits mehrfach und aus verschiedenen Gründen vorgeschlagen worden. Unter anderem für Bake-Bake und Bake-RP6 Kommunikation. Ich würd sogar noch eins draufsetzen und die Bake ein Servo mit einem IR-Sende/Empfangskopf durch den Raum führen lassen so das auch das leidige Bogenmaßproblem erschlagen wird.. vielleicht noch ein Receiver aus 3 Fototransitoren für eine Art inverser 3-Punktnavigation auf dem RP6 ... aber dann bin ich wieder nur der böse Buhmann, der versucht andere User zu bevormunden und die "Designvorgaben" für die Bake nicht einhält!
Gruß