_Sensor durch Rotorblätter hindurch?

[Sefiroth]

Hi.

Ich bin absoluter Roboter-Newbie, aber einer unserer Professoren hat sich in den Kopf gesetzt, dass wir einen autonomen Hubschrauber entwickeln sollen (Die Begsiterung war vernichtend gering - aber egal).

Das Aufgabenziel ist es zunächst, den Hubscharube "nur" zum Schweben zu bringen. Demzufolge, was ich so über Helis gelesen habe, wird das ein Mordsspaß werden

Naja, Augen zu und durch... Mit Mikrokontrollern kennen wir uns einigermaßen aus - die spätere regelung wird ein nettes Unterfangen werden. Wir sind jetzt gerade dabei die Sensoren zusammenzustellen, damit der Mikrocontroller die Umgebung analysieren kann.

Wichtig ist dabei, dass wir irgendwie den Abstand nach oben feststellen müssen, damit der Heli nicht einfach abhebt und (vorrausgesetzt dass er nicht sofort explodiert ) gegen die Decke fliegt.

Habt Ihr als Profis vielleicht ne Idee wie man das machen könnte?

Wir haben so unsere Zweifel, dass Ultraschall oder Infrarot Sensoren durch die Rotorblätter hindurch messen können, wenn wir sie in die Kabine einbauen. Die werden dann doch einfach ein Hindernis in 5cm Entfernung feststellen, oder?

Hoffe Ihr könnt uns helfen!

Gruß, Sefi

[uwegw]

man sollte auf jeden fall immer mehrere messungen durchführen und dann den mittelwert bilden... die wahrscheinlichkeit, bei der messugn gerade genau ein rotorblatt zu treffen, ist ja (wenn der sensor schnell genug misst) ehre gering. und wenn man zb 10 messwerte hat und einer weicht enorm ab, kannman den gleich wieder verwerfen, weil dort der rotor gemessen wurde...
wie schnell dreht so ein helirotor? wie oft würde ein rotoblatt am sensor vorbeikommen?

bliebe nur anzumerken, dass ihr euch da ein echt schwieriges projekt vorgenommen habt, weil heils halt von der steuerung her nicht die einfachsten flugobjekte sind... aber das weißt du ja schon...
vielleicht solltet ihr versuchen eure profs doch noch überzeugen, dass ein luftschiff für den anfang wirklich besser wäre...

(das heißt nicht das es unmöglich ist, es gibt bereits einige solcher Projekte die erfolgreich ggelaufen sind,. aber es steckt halt auch immer ein enormer technik- unf geldaufwand dahinter... euere buget sollte schon ehre nach oben offen sein

Der ist leider nicht von dem Thema abzubringen. Das es gerade für Heli-Laien eigentlich unmöglich ist interessiert denProf nicht sonderlich.

Die Mehrfache Auswertung haben wir uns auch schon überlegt, aber das ist ziemlich unsicher. Ok, man könnte alle Messwerte verwerfen, die im Rotorabstand sind, aber um Regeln zu können braucht man schon relativ schnell die Messwerte (jeder zehnte könnte da schon viel zu spät sein).

Und ein Hauptproblem ist, dass die Rotordrehzahl je nach Höhe variiert (oder wird die Power beim Heli anders realisiert). D.h. es könnte ein Fall auftreten, wo bei jeder Messung ein Rotorblatt im Weg ist - was für die Regelung gelinde gesagt eine Katastrophe wäre, wenn wir überhaupt keine Messwerte mehr bekommen.

Der Geldaufwand ist mir eigentlich schnurz. Wenn sich die Fh einfach nen Heli für ein paar Hundert Euro kauft, obwohl den sowieso irgendjemand zerschroten wird, können die ruhig nach ein paar gute Sensoren daz spendieren *g*

Die Projekte, die Du ansprichst... Kannst mir dazu vielleicht Links geben? Evtl kann man da ein wenig abkupfern...

[Sefiroth]

Sorry für den Doppelpost. Der letzte Beitrag ist von mir - hatte nicht gemerkt, dass ich ausgeloggt war...

[maze2k]

Also ich würde den Hubschrauber im traditionellen Hubschrauber-Design entwerfen, also oben in der Mitte der Hauptrotor und hinten, an einem "Ausleger" ein Heckrotor zur Stabilisierung und Drehung.

An diesem "Ausleger" könntet ihr doch den Entfernungsmesser anbringen?

Oder ihr baut den Roboter rund. Die Mitte etwas breiter als der Hauptrotor oben (Zentral befindet sich dann der Stabilisierungs/Drehungssensor, etwas auf eine Seite versetzt, damit die Drehung noch möglich ist, eventuell auch 2)

So stelle ich mir das vor (Sorry, ich habe keine Zeit jetzt ein 3D-Modell zu entwerfen, daher habe ich Paint genutzt, aber ich denke es wird klar wie ich mir das vorstelle)

Bei meiner zweiten Idee habt ihr sogar 2 bzw. 4 Sensoren (vorn und hinten hab ich nicht gezeichnet, nur links und rechts). Damit könnt ihr dann sogar die Neigung berechnen, wenn ihr eine horizontale Decke habt.

Ich hoffe meine Zeichnungen sind nicht komplett außerhalb des physikalisch möglichen

Moin!

Für nen Heli mit Zubehör und Sensoren liegt ihr aber schon bei >1000 Euro...

Ein Heli hat eigentlich eine konstante Rotordrehzahl. Steigen oder Fallen wird durch die Rotorblattstellung erreicht. Steiler - mehr Auftrieb, flacher weniger Auftrieb.

Bei der Sensorproblematik fallen mir zweieinhalb Lösungen ein:
Die Einfache: befestigt den Sensor am Heckrotor, da dürfte er nicht mehr unter dem Hauptrotor sein.
Die Anspruchsvolle: synchronisiert den Sensor mit dem Hauptrotor.
Ihr braucht einen Kontakt, der eine bestimmte Rotorposition meldet, und nach einer definierten Zeit wird dann gemessen, wenn der Sensor gerade nicht vom Rotor bedeckt ist. Hier müsste man vorher berechnen ob das mit der Rotorgeschwindigkeit und der Ausbreitung der Schallwellen überhaupt klappen kann.
Die halbe Lösung: Klebt einen Sensor auf den Rotor, der per Funk die Daten überträgt.

Mfg Axel

[Sefiroth]

Den Heli bekommen wir vorgegeben (Das Labor ist echt die Hölle), daher können wir den so nicht verändern.

Den Sensor ans Heck zu packen ist aber ne gute Idee. Sobald ich weiß welchen Heli wir bekommen, werde ich mal schauen ob das machbar ist. Wäre natürlich doof, wenn der Hauptrotor bis über's Heck hinausgeht (habe ich -glaube ich- auchschonmal irgendwo gesehen).

[uwegw]

Der ist leider nicht von dem Thema abzubringen. Das es gerade für Heli-Laien eigentlich unmöglich ist interessiert denProf nicht sonderlich.

na gut, dann kauf euch nen heli und lasst IHN mal schnell ne runde drehen... dann wird er wahrscheinlich sehr schnell umdenken


solche Projekte gibts in der schweiz:
http://www.uav.ethz.ch/

in israel:
http://www.steadicopter.com/

in berlin:
http://pdv.cs.tu-berlin.de/MARVIN/

(den rest selbst googlen)

[maze2k]

Hmm, man könnte ja den Entfernungssensor (oder einen Drucktaster, wenns reicht zu wissen, wann man oben ist *gg*) wirklich auf den Hauptroter bauen.

Dann müsste man den Rotor aufbohren und irgendwelche Schleifkontakte einbauen (wie bei Telefonkabel-Entwirrern oder auch Modell-Rennbahnen, nur etwas hochwertiger), um das Signal dann ablesen zu können. Der Sensor würde sich zwar dann mitdrehen, aber wenn er genau mittig eingebaut wird, dreht er sich auf der Stelle. An der Qualität der Entfernungsmessung sollte sich da nichts ändern.

[uwegw]

die rotordrehzahlen bei modellhelis scheinen so zwischen 1000 und 2000 rpm zu liegen... also würde 4000 mal pro sekunde ein blatt am sensor vorbeikommen. macht also 0,25ms abstand. wenn man dann noch die zeit abzieht, die das blatt über dem sensor steht, (sagen wir mal er bedeckt 5° also 5/180el) dann käme man auf etwa 0,24ms zeit, die den sensor zum arbeiten bliebe... das wird schon recht knapp... ultraschall kann man da vergessen, IR könnte mit nem schnellen sensor noch drin sein. wie groß soll eigentlich die sensorreichweite werden?


PS: warum fliegt ihr den heli nicht auf dem kopf, wenn helifliegen doch so einfach ist? dann hättet ihr mit der deckekein problem mher, ihr könntet sogar dort landen... nur der boden würde dann probleme bereiten