Indoor Navigation- wie macht Ihr das?

[Robotniks]

Hallo zusammen,

ich mache mir seit Wochen Gedanken wie man eine gute und günstige Roboternavigation (Point to Point) innerhalb der Wohnung realisieren könnte.
Mit Odometrie habe ich bereits sehr viele Versuche gemacht, aber der Aufwand für eine genaue Odometrie mit Rekalibrierung ist enorm...
Ideal wäre es, dass ganze über eine Webcam zu realisieren z.B. mit Optical Flow und OpenCV/EmguCV...
Oder über eine IMU... ???

Ein paar interessante Ansätze habe ich gefunden:

- RoboRealm www.roborealm.com
- http://www.roborealm.com/help/AVM_Navigator.php
- http://edv-detail.narod.ru/Library_A...imple_NET.html
- http://www.youtube.com/watch?v=qRrMHaO6NpE
- http://www.hessmer.org/blog/2010/08/...sual-odometry/

Was meint Ihr dazu?
Wie mach Ihr das und vor allem auch Raumübergreifend?


Grüße Ulli

[lumi]

Ich würde das mit Infrarotbaken machen, das haben wir mit unseren Schwarmrobotern vor. Der Vorteil liegt in den geringen Kosten und der punktgenauen Navigation. Entweder steuerst du mit dem Roboter nur die entsprechenden Bake an oder etwas komplizierter versuchst du die Position des Roboters über Triangulation zu bestimmen (Mehrere Baken notwendig).

[JoeM1978]

Wie mach Ihr das und vor allem auch Raumübergreifend?

Das ist wohl der springende Punkt.
Kaum jemand hat lust seine ganze wohnung mit Navigationsbaken zu pflastern.

Ich spiele auch schon mit diesem "Gedanken" der Navigation...
Wobei ich eher dazu tendiere einen Rechner per die Navigation machen zu lassen.

Daten der Sensoren an den Rechner übermitteln, der daraus eine 2D-Karte erstellt.
Sozusagen ein Grundriss der Umgebung.

Aber wie genau man das umsetzen möchte ist stark von den Rahmenbedingungen abhängig.

[lumi]

...Kaum jemand hat lust seine ganze wohnung mit Navigationsbaken zu pflastern...

Das ist kein zupflastern, denn eine Bake pro Raum genügt ja...je nachdem wie genau man navigieren will

Ich spiele auch schon mit diesem "Gedanken" der Navigation...
Wobei ich eher dazu tendiere einen Rechner per die Navigation machen zu lassen.

Daten der Sensoren an den Rechner übermitteln, der daraus eine 2D-Karte erstellt.
Sozusagen ein Grundriss der Umgebung.

Das wäre eine recht genaue Navigationslösung, nur muss man auch sehen, dass man dafür die nötigen Sensoren braucht und einen Computer extra für die Navigation lauufen zu lassen stelle ich mir auch recht ausschweifend vor. Eine Bake mit einer festen ID braucht nur wenig Strom und kann über Batterie laufen. Außerdem kann man die ganz billig aufbauen.

[JoeM1978]

und einen Computer extra für die Navigation lauufen zu lassen stelle ich mir auch recht ausschweifend vor

... Das ist der Punkt, der mich noch daran hindert es so zu machen.

Ich hätte noch ein PDA hier liegen... allerdings ist meine Erfahrung im programmieren von WinMobile-anwendungen bei 0...

Meine überlegung war auch schon ein EEprom als Speicher anzuhängen und den Grundriss, den die Sensoren ermitteln, als Array darin abzulegen.
Ein Bild ist ja im Prinzip nichts anderes. Der Haken daran ist, das bei jeder Änderung wieder geschrieben werden muss
und das EEprom dann leider recht schnell den Geist aufgibt.

Die lösung ohne Baken würde ich deshalb vorziehen, weil Sensoren, die am Rob. verbaut sind immer nützlicher sind als feststehendes Zubehör.
Und genaugenommen braucht man "nur" 2 Gabellichtschranken oder Drehgeber für die Räder und noch 3 oder besser 4 Abstandssensoren
(z.B. Ultraschall). Der ganze rest ist Rechenarbeit.
Hat man genug Geld zur Verfügung kann man auch nen Laserscanner nehmen.

Eher ins gewicht fällt da die komunikation... soll der PC/Netbook nicht am Rob. montiert sein muss Funkübertragung her.
... und eben wie du bereits sagtest ein PC, der das alles regelt.
Da der PC in meinem Fall ohnehin hier steht kann ich die kosten der Sensoren und Funkmodule noch ganz gut überschauen.

Will man das ganze zu ende bringen muss man dann noch mit einrechnen, das ein Atmega8 kaum das alles bewältigen kann.
Schliesslich soll der Rob. nicht nur kriechen.
Also entweder auf was grösseres umsteigen... oder die Aufgabenbereiche auf mehrere Module aufteilen.

Das alles ist aber nur meine Auffassung von Navigation....
Den einsatz von Kamera&Co würde ich selbst nicht anwenden für meine Projekte.
Weil ich mir zum einen die Auswertung von Bilddaten sehr aufwendig vorstelle...
Sicher kann mat mit Cam oder Kinect auch gut Navigieren.

Übrigens... Soll der Rob. innerhalb der Wohnung direkt zu einem bestimmten Punkt geschickt werden
muss so oder so ein Grundriss oder ein "Wegeplan" hinterlegt sein oder erstellt werden ... und es muss vermutlich innerhalb dieses "plans"
mindestens ein Punkt mittels koordinate festgelegt sein... egal wie navigiert wird.

Hier ein kleines Video wo mit wenig aufwand und sensorik am PC eine "karte" erstellt wird.
Leider kann man anhand der ungenauigkeit deutlich sehen, das der Kollege wohl schwierigkeiten mit der Auflösung der Radsensoren hat. *gg

[lumi]

Warum so kompliziert. Eine Bake kannst du für weniger als 3 Euro bauen. In jeden Raum eine Bake mit einer ID und der Roboter bekommt einen, zwei oder drei TSOP1838B.
Dann sucht der Roboter eben nach der Bake mit der ID, welche er ansteuern soll. Den Weg zurück findet er ja anhand der ID's der vorhergehenden Baken, sozusagen, "gehe immer wieder zurück zur Ladestation bei Bake 0, wenn du deine Aufgabe bei Bake x erfüllt hast"

Bild im Anhang, wie das Ganze aussehen könnte. Kein PC nötig, keine komplizierten Berechnungen, keine Karte, nur nach dem Infrarotsignal suchen.
Ich selbst habe noch keine solche Ausfstellung gebaut, wir haben aber das System an unseren Swarmrobotern im Einsatz, die sich gegenseitig folgen (die höhere ID führt und die niedrigeren folgen).

[vinni.k]

@Willi: das ist ein tolles Projekt, aber ich bin Schüler und für mich ist das ne Stufe zu kompliziert und*auch zu teuer!

Das mit den Bake(s??) kann ich mir gut vorstellen, habe gelesen, dass man den Ne555 als Taktgeber verwenden kann. Aber wie sieht das dann genau aus? Lötet man da dann direkt ein paar IR Dioden an und bestückt das ganze mit einer kleinen Batterie?

[vinni.k]

@Croal: sehr interessant!! Wie würdest du dann die Daten auswerten? Welches Board würdest du benutzen und welches Programm (oder selbst eins schreiben?) ?

[Croal]

Das ist schwer zu sagen, wenn man versucht alles selber zu basteln ist der erfolg von den eigenen Fähigkeiten abhängig. Radbruch hat in richtung Kamera auswerten beeindruckende erfolge erzielt. Ich denke aber der weg wäre sehr steinig für fiele wie für mich auch. Ich würde auf die cmucam4 setzen da das board ausgelegt ist für solche sachen und umfangreiche Software existiert. Zum selber machen würde ich versuchsweise auf vier CNY70 setzen, indem ich vier pixel auswerten würde. Komplett weiss bis komplett schwarz müssten 16 variationen sein was die muster eine Sub routine auslöst und den groben weg vorgibt. Um genau ins ziel zu gelangen könnte man zB. Linie vervolgen. Oder man besorgt den Pixi was ich oben verlinkt habe , damit wäre einiges einfacher wenn man das Video anschaut sind echt nette Futeures bereits enthalten. Nun was die Hardware angeht würde ich bei meinem Pro Bot 128 bleiben also c-control und auf der experimentplatine oben einen weiteren atmega128 verbauen, den Ram erweitern und versuche mit eine Game Boy kamera anstellen. Da gibt es zum teil informationen drüber. Aber da bin ich schon zu weit abgeschweift...

[vinni.k]

ich würde das dann mit einem Arduino realisieren. Aber soweit ich gelesen hab, gibt es das Ding (Pixy) noch gar nicht in Deutschland..?? Und Pixy kann ja auch nur Farben erkennen... wie siehts dann mit Hindernisserkennung aus?