Ultraschall und IR

Hi, ich (16) bin gerade dabei ein Roboter mit Ultraschall und IR zu bauen. Ich möchte damit die Position ermitteln. Hat jemand von euch das schon mal gemacht?
Ringelkrat

[Albanac]

http://www-personal.engin.umich.edu/...b/position.htm

[hrrh]

es gibt 2 moeglichkeiten:
1. man stellt mehrere "sender" auf und verwendet ein system zur peilung. dann laesst sich aus den winkeln die position bestimmen
2. man nutzt die signallaufzeiten (schall ist viel langsamer als licht) aus den signallaufzeiten laesst sich die entfernung zu den "sendern" bestimmen. wenn man mehrere verhendet auch sehr genau

[Manf]

es gibt 2 moeglichkeiten:
1. man stellt mehrere "sender" auf und verwendet ein system zur peilung. dann laesst sich aus den winkeln die position bestimmen
2. man nutzt die signallaufzeiten (schall ist viel langsamer als licht) aus den signallaufzeiten laesst sich die entfernung zu den "sendern" bestimmen. wenn man mehrere verhendet auch sehr genau

Hallo hrrh
Das klingt ja grundsätzlich sehr interessant, könntest Du das vielleicht noch etwas mehr auf Sensoren beziehen, damit es hier im Sensor Forum bleiben kann?

1.Was für Sender sollten es denn sein, welche Signale, die wie gepeilt werden?
2. Wie sollten die Sensoren denn die Signallaufzeiten messen: Interaktiv oder nach Kennung?
Manfred

[Ringelkrat]

@ Albanac: Ja, ich hab das Buch schon gelesen. Ist nicht schlecht.

@ hrrh: Genau das habe ich vor. Hast Du das schon mal gemacht? Muss ich das Mikrofonsignal verstärken oder reicht es auch so wenn ich das ein einem Mirkrocontroler anschließe (ATTiny 26 von ATMEL)??

Ich hab schon verstanden, wie ich die Position berechnen kann: Mit 3 Ultraschall-Sedebojen und eine IR-Sendeeinheit. Das funktioniert dann so:

Von mir selber:
- Du sendest ein IR (infrarot) Signal, was dein Roboter empfängt und gleichzeitig ein US (Ultraschall) Signal
Sobald der Roboter das IR Signal emfängt (sofort durch Lichtgeschwindigkeit) setzt er einen Timer auf null und misst die Zeit bis er das US Signal empfängt. Mit der Schallgeschwindigkeit (307 m/s Hängt aber auch von der Luft-Temperatur ab) kannst du die Strecke zwischen US-Sender und Roboter berechnen.

Nur wie werte ich das Mikrofon-Signal aus?

MfG Ringelkrat

[hrrh]

auswertung des mikrofonsignals: man verwendet einen "timer", der die zeitdifferenz zwischen dem eintreffen der beiden signale misst (der timer wird per IR gestartet und vom ultraschallsignasl gwestoppt). die signale muessen modulirt sein, damit man auswerten kann, von welchem "sender" sie kommen. eine andere noch genauere moeglichkeit zur standortbestimmung ist die verwendung von 3 oder mehr (je mehr, desto besser) sendern, die mit einer freqenz von mehreren (2-100) GHz senden. deren position (im vergleich zum roboter) mit kreuzpeilung genau bestimmen (daher die hohe freqenz). statt HF laesst sich auch IR oder ultrachall verwenden (beides ist ungenauer). als Sensoren verwendet man geeignete exemplare aus dem fachhandel (oder selber bauen). wenn mikrofone verwendet werden sind mikrofonverstaerker noetig (und ein ad-wandler). ausprobiert habe ich das alles nicht, muss (muesste) aber funktioniren

[Manf]

An hrrh:
Das mit mit der Keruzpeilung die auch mit Ultraschall geht habe ich nicht ganz verstanden, könnest Du das noch etwas geanuer beschreiben? Das wäre sicher interessant, weil die Frequenz dabei sicher nicht ganz so hoch sein muß wie bei der davor genannten Methode.
Manfred

[hrrh]

das funktionirt genauso wie mit funk, nur verwendet man anstatt einer richtantenne ein richtmikrofon (logisch...). diese methode ist aber stoernfaelliger und ungenauer. das mit ulteraschall kann z.B. probleme geben, wenn ein ultraschallabstandssensor oder ein "mueckenverscheucher" verwendet wird. das peilen mit funk geht auch mit nidrigenren freqenzen, nur muessen dann die zum peilen verwendeten antennen groeser sein. auserdem ist der btrib eines selbstgebauten senders nur was fuer leute mit funklizens. bei der verwendung von ultraschall muessen aber mikrofone verwendet werden, die fuer ultraschall verwendet werden. das peilen funktionirt schon mit einem "sender", mit mehreren wirds genauer.

[Manf]

Zum Peilen benötigt man eine gewisse Winkelauflösung.
Wie sieht es da bei den Richtmikrofonen aus, in einer Umgebung in der mehrere Sender gleichzeitig aktiv sind und angepeilt werden sollen.
Wie unterscheidet man die einzelnen Sender und vor allem auch die Echos, die im Raum entstehen?
Welche Winkelauflösung wäre denn für eine solche Aufgabe bei Mikrofonen angemessen? Gibt es solche Richtmikofone, die eine zur Positionsbestimmung ausreichende Winkelauflösung haben oder sollte man sie selbst als Arrays zusammensetzen?
Manfred

[hrrh]

1. die sender sollten nicht gleichzeitig, zondern nacheinander aktiv sein
2. die sender sind lauter als die echos
3. die winkelgeanuigkeit haengt von der baugroese ab. nur passt leider ein 2m grosses parabolmikrofon schlecht auf den roboter. man muss also mehrere mikrofone (am besten kleine richtmikrofone) und differenzverstaerker verwenden
4. diese probleme hat man nicht, wenn man mit HF arbeitet. dann reicht (bei hohen freqenzen) eine sehr kleine richtantene und es ist genauer.
5. es sollte moeglich sein, zusaetzlich zur standortbestimmung, daten zum roboter zu uebertragen