360° Sensor Netz

[oberallgeier]

.. Ich glaub ich weiß jetzt, wie ich das Thema angehe .. erstmal 4 Ultraschall Messungen für den Nahbereich .. und alles zum laufen bringen ..

Aus eigener Erfahrung rate ich Dir mal: nimm zwei, leicht gegeneinander verdrehbar. Dann z.B. anfangen mit einem Verdrehwinkel von - sagen wir mal ca. 30° - so ist mit den zweien ein Bereich von 75 bis fast 90° (je nach Messabstand) abzudecken. UND - die Sensoren müssen alternierend messen - erst Nr. 1, wenn das Messergebnis da ist dann 2, dann, wenn vorhanden . . . der Rest, nacheinander, dann Nr. 1 usf. Anders ist vagabundierenden Echos kaum beizukommen. Ergebnisse evtl. auf ein LCDisplay oder PC-Terminalprogramm (per UART).

Dann das spassige an der Vorarbeit: Messtests. Du misst z.B. knapp über dem Fußboden auf verschiedene Hindernisse: Tisch- und/oder Stuhlbeine, Blumen (mit Topf und z.B. überhängendem Grün), Bücherregale - unten in Bodennähe. Dann mal vielleicht 10/15 cm höher und spasseshalber auch mal so auf "halber" Höhe - vielleicht ein Meter. Mal ein Hängeschrank - usf. Mal ein paar verwandte Tests in einer Reihe mit jeweils leichtem Schwenk, z.B. von Hand - etwa je 5°-Schritte gegen ein einzelnes Hindernis. Und mach Dir Gedanken über die Ergebnisse.

Nicht uninteressant ist auch mal ein Test senkrecht nach unten auf Teppichboden ergänzt durch ein paar mit zunehmendem Schief-Winkel - also erst senkrecht nach unten, dann 10° vom Lot geneigt, 20°, 30° usf bis an die 60° oder so. Und zum Abrunden dazu, wenn vorhanden, Test auf Parkett, evtl. Kacheln, Vinyl usf.

Steht wirklich dafür.

Anmerkung: sorry - diesen, vorhergehenden Beitrag irrtümlich gelöscht

[nick-d-n]

Hallo Gemeinde, ich hab schon lang nix mehr von meinem Projekt geschrieben.

Eigentlich wollte ich auch schon viel weiter sein.
Aber es kommt ja immer anders.

Aber zumindest hab ich die Sensoren erstmal verbaut.
6x Ultraschall Sensoren und
4x IR Sensoren (vorn + hinten)

Vielleicht werde ich die Ultraschallsensoren noch etwas steiler aufstellen,
um besser eine Wand zu erkennen.

Jetzt muss ich mir nur noch die Zeitnehmen und alles Verdrahten damit ich dann mal anfangen kann.

[jmoors]

Das Projekt gefällt mir, ist aber ein irrer Hardware-Aufwand. Da würde ich eine TOF-Kamera oder ein LIDAR bevorzugen.

[nick-d-n]

Ja ich wollte erstmal dem Roboter ein paar Sensoren verpassen die ihn im Nahbereich vor Fahrfehler schützt.
Danach wollte ich ihm anfangen etwas klüger zu machen.

Ich hab noch vor ein Kompassmodul, eine IR Fernbedienung und ein XYZ Sensor zu verbauen.
Er soll dann irgenwan auch mal den Weg zurück zum Startpunkt finden oder über gezielt zu einem Sender fahren können.
Vielleicht kommt auch ein 360° Lasermessgerät noch mit dazu.

Aber leider geht es seit Ende Februar nicht mehr so richtig weiter.
Mir fehlt irgend wie Zeit und Lust, mit etwas Angst vor Fehlschläge.
Aber ich werde mich jetzt mal darum kümmern das die Sensoren Strom bekommen.

[nick-d-n]

Hallo ich hab jetzt endlich mal angefangen.
Und auch schon Blut geleckt.

Die Ultraschall Sensoren hab ich jetzt mal zum laufen gebracht.
Aber ich bin mir noch nicht sicher ob der Winkel so gut gewählt ist.
Etwas Senkrechter gibt vielleicht noch mehr vorwarnzeit und etwas mehr nach Vorn und Hinten da eine Wand von Vorne noch nicht so gut erkannt wird.

Aber ich hab mal eine Frage.
Wie groß ist die Streuung der gemessenen Werte?

Ich frag, weil der Roboter gerade still steht.
Und ich die Messdaten lass ich über Arduino Serieller Monitor
Auf dem PC mitschreiben.

Je nach Untergrund und je nach Winkel schwankt der Messwert trotz gleicher Distance sehr stark.

Er mist erst stabil den Abstand mit 55cm dann schiebe ich was in den Weg,
nehme es wieder weg und er Misst plötzlich 120cm für den gleichen Abstand wie vorher bei 55cm.

Der Echte Abstand liegt aber bei ca 13cm

Was mich schon mal zur zweiten Frage bringt (eigentlich ist mir der Zahlenwert ja egal)
aber lasse ich vielleicht irgend wie den Wert flasch berechnen?

Abstand = Gemessene Zeit * 0.01657
Hier mal der Code

digitalWrite(Trig_Echo_1_PIN,LOW);
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(Trig_Echo_1_PIN,HIGH);
delayMicroseconds(15);
digitalWrite(Trig_Echo_1_PIN,LOW);

Echo_1 = pulseIn(Echo_1_PIN,HIGH);
Echo_1 = Echo_1*0.01657;

Serial.println(Echo_1);

Ich danke Euch schon mal für die Antworten

- - - Aktualisiert - - -

Ich hab jetzt den Fehler gefunden, das glaube ich zumindest.

Ich fand die Ultraschallsensoren ja so praktisch weil sie im 45° Winkel eingebaut, ja MIN und MAX überwachen sollten.
So das man Stufen und Gegenstände erkennen kann.
Aber durch den Winkel kommt es anscheint zu keiner 100% Erkennung.

Ich hab noch die Orignal "Katzenaugen" Ultraschall Messung auf dem Servomotor.
Damit wird ja im 90° Winkel aber dafür nur Horizontal gemessen.
Und da funktioniert es gut und das Messergebnis ist auch viel genauer.

Was kann ich jetzt machen?
Die Signalqualität von Ultraschall finde ich zumindest im meinem Aufbau als sehr ungeeignet.
Und wenn ich den Winkel ändere geht die Qualität der Signale für den einen Messbereich nach oben aber gleichzeitig für den anderen Messbereich nach unten. Also entweder Gegenstände erkennen oder den Abgrund.

Was meint ihr, macht IR vielleicht mehr sinn?
Allerdings hab ich noch keinen Sensor gefunden der zwei Schaltpunte hat und mir MIN und MAX Abstand liefert.
Also müsste ich immer zwei Sensoren verbauen.

Hat einer Erfahrung und kann mir schon mal tipps geben, so erspare ich mir vielleicht lange Erprobungsphasen.

[oberallgeier]

.. endlich mal angefangen .. Wie groß ist die Streuung der gemessenen Werte .. Je nach Untergrund und je nach Winkel schwankt der Messwert trotz gleicher Distance sehr stark ..

Da hast Du doch schon Antworten auf Deine Frage. Wichtig ist Deine Aussage ".. Untergrund .. Winkel .." - die beiden wichtigen Einflussgrößen. Dass die Temperatur ne Rolle spielt ist eher untergeordnet (aber man sollte dran denken) - denn Du misst ja keine Entfernung sondern die Laufzeit eines Tonbursts zu einem Hindernis und zurück.

Natürlich kann man (kannst Du) mit einer akustischen Lösung den Abstand zu einem Objekt ziemlich gut messen. Dazu braucht man halt einen ziemlich gut programmierten Rechner und wenn möglich zwei gute Akustiksensoren. Mit einem eher ausgedehnten Training (des Rechners) kriegt man da überaschend gute Ergebnisse - und sogar öfters auch gute Aussagen über die reflektierende Fläche. Der Rechnertyp? Der sitzt auf Deinem Hals in einer festen Knochenschale. Und blinde Menschen können mit der "Zungen-knack-Methode" teils perfekte Ergebnisse bekommen. Bei ner elektronischen Lösung muss halt die ganze Analytik - Laufzeit, Analyse des reflektierten Spektrums, Schätzen der reflektierten Lautstärke und solche Dinge usf - nachgebildet werden. Ist etwas aufwendig.

.. Was meint ihr, macht IR vielleicht mehr sinn? ..

Mehr Sinn? Es kommt auch auf Deine Aufgabenstellung an - die ist ja wie bei (meinen) ähnlichen Fällen nicht ganz simpel. Du tauscht aber manche Probleme gegen andere aus. Vergleichbar ist die Albedo, da gibts Effekte die eine gewisse Ähnlichkeit von akustischen Wellen und elektromagnetischen Wellen der Wellenlängen zwischen ca. 380 und 780 nm (IR bis um die 1000 nm) denken lassen.

Ne gute Vorstellung über das Messen mit IR-Sensoren wie sie in Anwendungen dieses Forums vorkommen und dessen Tücken gibts beim Team Iwan. SEHR lesenswert, sehr interessant.

.. Hat einer Erfahrung und kann mir schon mal tipps geben, so erspare ich mir vielleicht lange Erprobungsphasen ..

Erfahrung selber machen ist immer gut.

[Rousseau]

Und als Daten Output bekommt man den Winkel und die Entfernung?