Wii Infrarotkamera oder etwas ähnliches...

[Willa]

Hallo!
ich Suche einen Sensor oder eine Idee um einen Roboter in der Mitte eines Laufbands halten zu können. Bisher habe ich das mit einer ausgebauten Wii Kamera und 4 IR-LEDs gemacht. Die Kamera ist auf dem Roboter befestigt, die IR LEDs am Laufband. Aus dem Abstand der 4 LEDs zueinander kann man ziemlich präzise die Position des Roboters berechnen. Aus der Position der LEDs im Kamerabild lässt sich der Gierwinkel berechnen.
Der Sensor war aber nur geliehen und gehörte nicht mir. Ich hatte zuvor versucht eine Kamera aus mehreren Wiis auszubauen. Aber die neuen Spielecontroller (Wii-U kompatibel) haben einen gänzlich anderen Aufbau, und in zwei alten Controllern (wohlgemerkt original Nintendo) war ein anderer Typ Kamera verbaut.
Die Anwendung des Sensors sah folgendermaßen aus:



Ich Suche nun entweder nach einem passenden Sensor (hat jemand noch einen zum Verkauf?), oder nach Tipps die neuen Wii-U Kameras anzusprechen. Oder aber nach einer ganz anderen Idee.

Meine Ideen:

• Man könnte auch den Roboter mit einer Webcam beobachten, die Position errechnen, und Steuersignale zum Roboter senden. Um den Aufwand gering zu halten, bräuchte man zum Auslesen der Kamera aber das aktuellste Matlab (oder die Image Acquisition Toolbox), beides ist zu teuer. Mit OpenCV habe ich noch nicht gearbeitet (daher zu zeitaufwändig).
• Oder man befestigt einen Sharp IR-Abstandssensor auf dem Roboter, klebt den Emitter zu und lässt sich die Position einer am Laufband befestigten IR LED als analoge Spannung ausgeben (könnte das wohl gehen...? Wahrscheinlich nur für sehr kleine Winkel...)
• Linie auf das Laufband und mit Photosensoren einen Linienfolger bauen. Dazu noch einen Sharp IR Distanzsensor.
• Was gibt es noch für (einfache) Möglichkeiten den Gierwinkel + den Abstand eines Roboters auf dem Laufband zu erfassen..?

Vielen Dank für eure Hilfe & viele Grüße!

[Che Guevara]

Hi Willa,

was hältst du den von einem Kompass zur Gierwinkelbestimmung und Abstandssensor (IR oder US) für die Entfernung? Ist beides relativ simpel aufzubauen und du musst keine Modifikationen am Laufband vornehmen, d.h. der Roboter kann stand-alone arbeiten.
BTW: Wie läufts mit der Fliegerei? Auf deinem Blog gabs ja schon länger keine News mehr (schade) ...

Gruß
Chris

[Willa]

Hi Chris,
der Kompass würde gehen, aber wenn der Kompass einen minimalen Fehler hat, dann wird dieser Fehler ja mit der Zeit "integriert", und irgendwann landet der Roboter dann neben dem Laufband. Deswegen bräuchte man eine Referenz zum Laufband. Ich liebäugele momentan mit einer Lösung aus zwei analog ausgewerteten Fototransistoren die nach vorne schauen und einer IR LED am Laufband. Damit kann ich den Gierwinkel relativ zum Laufband bestimmen. Nach hinten dann den Sharp IR Sensor für die Position auf dem Laufband. Die Fliegerei läuft ziemlich gut, ich fliege zwar selten wegen der knappen Zeit, mache aber einige Projekte mit Coptern. Da wird auch bald wieder einiges im Blog geposted werden können. Das kommt immer alles schwallweise... Und bei dir? Habe irgendwo gelesen dass du auch noch fleißig dabei bist?

[Che Guevara]

Also wegen dem Kompass würde ich mir keine Sorgen machen, der driftet ja nicht und du hast immer eine feste Referenz. Wenn du es so programmierst, dass er sich den Winkel beim einschalten merkt, wäre es auch egal, wenn das Laufband mal wo anders steht etc... Außerdem sollten doch 1-2° Abweichung nicht so schlimm sein, er soll ja keinen Kurs abfahren, sondern möglichst auf der Stelle bleiben.
Aber ok, wenns dir zu unsicher ist, kann ich das verstehen
Ok, da freu ich mich schon drauf!
Ich bin zur Zeit sehr aktiv, mache manchmal Luftbilder für Freunde / Bekannte und arbeite immer weiter an der Software, versuche immer neue Funktionen reinzubringen und die schon bestehenden zu verbessern.. Das hört wohl nie auf!

Gruß
Chris

[Willa]

Hi Chris,
hmm, also ein Kompass geht meiner Meinung nach nicht...: Stell dir vor, du sitzt auf nem Motorrad, vor dir ist eine unendlich lange, exakt gerade Strasse die genau nach Norden führt. Du orientierst dich nur per Kompass, der geht aber 1° falsch. Wenn die Strasse 2 Meter breit ist, dann würdest du bereits nach ca. 57 Metern von der Strasse abgekommen sein.
Was also viel wichtiger als der eigentlich Gierwinkel ist, ist die seitliche Position auf dem Laufband. Mit meinem Prinzip aus dem Video ist es so, als ob der Roboter mit eienr Schnur vorne an das Laufband gebunden ist. Der Gierwinkel richtet sich so aus, dass die LEDs immer in der Mitte des Kamerabildes sind, dadurch läuft der Roboter automatisch in die Mitte des Laufbands.

[PICture]

Hallo!

Mit meinem Prinzip aus dem Video ist es so, als ob der Roboter mit eienr Schnur vorne an das Laufband gebunden ist.

Laserpointer am Laufbandende, sein Strahl als virtueller Schnur, und Rörchen mit ein paar Photosensoren am Roboter ?

[Che Guevara]

Hi,

oh ja, da hast du wohl Recht. Ich hab nicht an das sich bewegende Laufband gedacht ...
Dann ist eine Lösung mit ausgerichteten LEDs wohl doch die bessere Idee

Gruß
Chris

[Willa]

Laserpointer am Laufbandende, sein Strahl als virtueller Schnur, und Rörchen mit ein paar Photoelementen am Roboter ?

Das wäre ja ähnlich der Idee mit den Phototransistoren - nur teurer ;-D

Dann ist eine Lösung mit ausgerichteten LEDs wohl doch die bessere Idee

Ich glaube, dass könnte ganz gut funktionieren... Habe mir mal aus dem Datenblatt des SFH 309 FA Fototransistors die Empfindlichkeit in Abhängigkeit vom Einfallswinkel herausgesucht. Wenn man nun zwei dieser Bauteile jeweils 10° bzw. 20° nach außen gerichtet montiert, dann könnte man so etwas als Signal herausbekommen:



Für Abweichungen kleiner als +- 10° bzw. +- 20° hätte man ein ziemlich proportionales, gerichtetes Signal...

- - - Aktualisiert - - -

Sorry, aber du hast bisher die Entfernung zwischen Lichtquelle und Photosensoren nicht definiert._.

In dem Video ist der Sollwert auf ca. 30 cm eingestellt. Der wurde auf +- 3 cm eingehalten und ist daher ziemlich konstant.

Habe mir grad noch einen Transistor mit größerem Öffnungswinkel angeschaut (25°), da bekommt man ein noch schöneres Signal.