Draht entlang navigieren

[Däumling]

Hallo Community,

wir wollen einen Roboter bauen, der selbstständig durch einen Höhlengang fahren kann. Da der Gang sehr unregelmäßig geformt ist und es in Höhlen auch mal schlammig ist, sind optische Sensoren wahrscheinlich schlecht geeignet.

Deshalb wollen wir an der Decke des Ganges einen Draht anbringen, dem der Roboter folgt. Das heißt, eine Art Sender schickt ein Signal in den Draht, das der Roboter dann zur Navigation nutzt - quasi ein Linienfolger, aber eben nicht optisch. Der Draht wäre zwischen 10 und 40 cm oberhalb des Roboters aufgehangen.

Habt ihr Ideen, wie man so etwas umsetzen kann?

Viele Grüße,
Däumling

[White_Fox]

Strom durch den Draht, und dann das Magnetfeld messen.

Es gibt magnetische Drehwinkelsensoren, TMS-Sensoren oder so, mit denen der Winkel eines Magnetfeldes gemessen werden kann (nicht mit Hallsensoren verwechseln, die messen nur die Magnetfeldstärke, aber eine Richtungsbestimmung ist damit nicht möglich).

Damit könnte sich arbeiten lassen...ich habe die aber noch nie verwendet und kann leider keine Erfahrung beisteuern.

[Gerdchen]

Sehr interessantes Projekt.

Denkbar wäre auch das Fahrzeug mit Ultraschallsensoren an den Seiten auszustatten. Man könnte damit einfach auf Abstand zu den Seitenwänden fahren. Nach vorn gerichtete Sensoren würden dann auch unerwartete Hindernisse, wie herabgefallene Steine erkennen. Probleme könnten allerdings eventuell Störechos bereiten.

[oberallgeier]

Hallo Däumling,
willkommen im Forum.

.. einen Roboter bauen .. an der Decke des Ganges einen Draht anbringen, dem der Roboter folgt .. 10 und 40 cm oberhalb des Roboters aufgehangen ..

Wie groß sind die erlaubten Abweichungen? Wie schnell fährt der Roboter?

[Gnom67]

Ich bin skeptisch, ob sowas realistisch ist. Wenn der Draht irgendwie wirr Strahlung absondert, wie soll das Gerät genau wissen, wo es ist und wo der Draht ist. Ich kann mir kaum vorstellen, dass das klappt. Es gibt neuere Bluetooth-Techniken zur Positionsbestimmung - mit sowas könnte es gehen, Aber das ist dann sicher relativ aufwändig und teuer.

Wie wäre es, wenn du oberhalb des Roboters statt des Drahtes eine optische Erkennungslinie anbringst. Einen langen Streifen mit einem gut identifizierbaren Muster, aus dem der Roboter Standort und Richtung erkennen kann. Vielleicht sowas ähnliches wie Ralleystreifen (die mit dem Caro-Muster) und dazwischen QR-Codes, die dem Roboter sagen, wo er ist. Mit einer Kamera oben auf dem Roboter könnte der dann leicht erkennen, wo er ist und wo er lang muss. Mit OpenCV müsste man sowas doch machen können.

Andere Möglichkeit: Ultraschallsender, die koordiniert Signale senden. Der Roboter könnte aus den Signallaufzeiten seine Position bestimmen. Bei ca. 300 m/s für Schallsignale würde eine Genauigkeit von 1 ms bereits +/- 30 cm genaue Positionierung ermöglichen. Du müsstest dem Roboter sagen, welche Ultraschallsender in welcher Reihenfolge und in welchem zeitlichen Abstand ein Signal senden und er kann dann berechnen, wie lange die Signale gebraucht haben. Wenn der Roboter auch noch per Funk (in Lichtgewindigkeit, "ohne" Verzögerung) mitgeteilt bekommt, wann das Senden der Signale Beginnt, hast du sogar absolute Signallaufzeiten, was die Auswertung einfacher macht. Allerdings brauchst du dann so viele Sender, dass du überall in der Höhle zwei bis drei Sender ohne HIndernis sehen kannst.

[Holomino]

Warum sollte es mit einer Induktionsschleife nicht funktionieren?
https://rn-wissen.de/wiki/index.php/...ktionsschleife

Links und rechts am Robbi zwei fette Spulen mit großem Durchmesser als Ohren, dann immer in die Richtung lenken, aus der das Signal schwächer ankommt.

[Moppi]

Hallo,

ich halte das auch für etwas schwierig, zumal die Anforderungen wahrscheinlich ungenau beschrieben sind. Aber da man bei einer Problemschilderung in einem Forum genau sein sollte, bei dem was gegeben ist, kann man nur von dem, als Anforderung, ausgehen, was geschrieben wurde:

"Deshalb wollen wir an der Decke des Ganges einen Draht anbringen, dem der Roboter folgt. Das heißt, eine Art Sender schickt ein Signal in den Draht"

Also eine Wäscheleine von einem Punkt zum anderen und an einem Ende wird ein Signal eingespeist, wie bei einer Antenne.

Eine Induktionsschleife ist doch wie eine Spule anzuschließen, sonst fließt ja kein Strom und es gibt kein Magnetfeld.
Daher müssten die Anforderungen von "einem Draht" auf "einen Draht, hin und zurück" geändert werden.
Natürlich kann man auch aus "einem Draht" eine zweiadrige Litze machen, die man an einem Ende verbindet, so hat man am anderen Ende zwei Anschlüsse.


MfG

[oberallgeier]

.. Eine Induktionsschleife ist doch wie eine Spule .. Daher müssten die Anforderungen von "einem Draht" auf "einen Draht, hin und zurück" geändert werden ..

Das klingt für mich nach elektromagnetischen Kurzschluss - die zwei elektromagnetischen Felder kompensieren sich dann. Oder?

[Moppi]

die zwei elektromagnetischen Felder kompensieren sich dann. Oder?

Vermutlich, nicht? Deshalb ....

Aber:

Fließt der Strom in gleicher Richtung, schwächen sich die Magnetfelder ab.
Fließt der Strom in entgegengesetzter Richtung, verstärken sich die Felder.

Beim Elektromagneten liegen die Windungen, eines Drahtes, auch gegenläufig nebeneinander.

[Gerdchen]

Mich würde mal die Art der Höhle interessieren. Eine "richtige, echte" Höhle wäre eine extreme Herausforderung für jede Art von Roboterkonstruktion, bis fast unmöglich mit Hobbymitteln.
Da wäre das Drahtproblem noch gar nicht in Sicht.