Infrarotnavigation zum Finden der Basisstation (Hilfe!)

[vohopri]

Hi,

der tsop7000 wäre hardwaremässig durchaus eine Alternative, Anscheinend ist aber die Entscheidung den Empfangsteil "diskret selber bauen" vs "integriert selber kaufen" schon gefallen.

Bei der Geschwindigkeit vom 7000-er wäre eine PCM Kennung der Sektoren, zeitlich versetzt, schon machbar. Aber PPM wie von mir oben beschrieben ist schneller und störsicherer als PCM. Das ist in diesem Fall so, weil es pro Sektor nur 1 bit zusätzlich zum gemeinsamen Startbit braucht. Bei gleicher Leistungsfähigkeit habe ich nur ein Achtel der Übertragungsrate.
Auch mit einem tsop ist PWM die denkbar schlechteste Variante. Es gelten die selben Gründe wie schon oben angeführt.

grüsse,
vohopri

[MoeJoeHH]

Aber wie soll das mit dem TSOP700 funktionieren, wenn ich die Signalstärke nicht habe? Ich habe ansonsten ja nur Signal/ kein Signal.... ?!?

In den Daten könnte ich natürlich codieren, welche LED gerade gesehen wird, aber ohne Signalstärke, kann ich doch nicht anpeilen, oder bin ich schon wieder völlig vernagelt?

Moe

[MoeJoeHH]

Anscheinend ist aber die Entscheidung den Empfangsteil "diskret selber bauen" vs "integriert selber kaufen" schon gefallen.

ja, ich bin hier halt in dieses Projekt an der uni eingebunden, die Vorgabe ist halt 3 LEDs kann ich an der Basisstation anbringen und die Empfängerschaltung ist auch schon vorgeben. Evtl. kann man aber nochmal dadrüber reden, der Roboter ist bis jetzt ja noch nicht einmal selbstständig gefahren...

[vohopri]

Also wenn du drei leds an der Station anbringst, und die leuchten nur bestimmte Sektoren aus, dann hast du rein durch das Erkennen der Leds eine Peilung. Das ist nicht eine Eigenpeilung, sondern eine Fremdpeilung.

Wenn die 3 LED Sektoren überlappen, dann hast du 5 Peilsektoren.

weit links : LED 1
links: LED 1 und LED 2
auf dem richtigen Weg in der Mitte: LED 2
rechts: LED 2 und LED 3
weit rechts: LED §

Den mittleren Sektor sollte man dann so schmal machen dass die Docking Station ausreichend genau getroffen wird.

Das System mit 3 Dioden und 5 Sektoren liefert schon recht gute Information. Mit einem Intensitätsvergleich an den 4 Seiten wirst du zwar keine sehr genaue Information erhalten, aber es reicht, um das Hinfahren vom Wegfahren unterscheiden zu können, und es reicht, um zu wissen, nach welcher Seite reagiert werden muss, wenn eine Sektorengrenze erreicht wird.

Du hast bisher nur Fragen zur Dieodenerkennung gestellt. Vielleicht solltest du dir über das Geamtkonzept der Navigation Gedanken machen.

Was soll die Navi Können?
Geht es nur um das HeimFahren zum Aufladen, sollen Karten erstellt werden?
Geht es um eine exakte Navigation, oder reicht eine sehr vage Orientierung.
Soll das Gerät praktisch nie Anstossen, oder ist es in Ordnung, wenn es sich mit den Bumper Sensoren dahintastet?
Gibt es Kompass Information an Bord?
usw.

[sigo]

[quote="MoeJoeHH"]Aber wie soll das mit dem TSOP700 funktionieren, wenn ich die Signalstärke nicht habe? Ich habe ansonsten ja nur Signal/ kein Signal.... ?!?

In den Daten könnte ich natürlich codieren, welche LED gerade gesehen wird, aber ohne Signalstärke, kann ich doch nicht anpeilen, oder bin ich schon wieder völlig vernagelt?

Moe[/quote

Entweder müsste ein Rundum-Flash (siehe "Flug- oder Seepeilung" in diesem Thread) einen Syncimpuls geben, wenn der rotierende IR-Strahl die Null - Richtung passiert, und dann misst man die Zeiten bis zu den anderen Peilsendern, oder jeder Sender müsste Kennung und Winkel senden. Was natürlifch längere Objekte erfordern würde.

Wenn beide (mind. 2) Sender z.B. synchron mit 50U/s rotieren würden (ein Spiegel rotiert) , würde eine Umdrehung also 20ms dauern.

Jetzt könnte im einfachsten Fall ein 360° IR-Sender ein Sychronisationsimpuls senden und dann würden irgendwann die beiden Richtstrahlen über den Bot streichen (1 IR-Empfänger in der Mittel, aber dieser hat Rundumsicht, eben 4xTSOP7000)

Da man die Drehrichtung der Strahlen kennt, ist in einem 180° Bereich (Station steht an einer Wand) klar, welcher zuerst kommt..
Das System würde bezogen auf die Wand zwischen ca. 10° und 170° funzen, da ja bei genau 0° oder 180° beide Strahlenübereinander stünden..
Da der Empfänger aber in der Mitte des Bot ist, ist das allein schon durch die Breite des Bot gewährleistet..

Jetzt kann der Empfänger aus 3 Impulse (genauer Impulspaketen)

Sych - 1. Sender - 2. Sender seine Position zu der Station peilen, incl. Entfernung.

Wenn die Strahler eine Kennung senden würden, wären auch mehrere Baken möglich und man könnte danach manövrieren.

Bei einem Öffnungswinkel von 10° würde der Empfänger für ca. 10°/360°*20ms = 555µs im Strahl der Liegen. Bei schlechterem Empfang ggf. kürzer. Da aber eine Bitzeit nur ca. 50µs beträgt, würde man von jeder Dioden eine Anzahl Impulse bekommen, je nach Entfernung ca.5-20 oder so. Davon kann davon könnte man noch die Mitte bilden und zur gemessenen Zeit des ersten Bits des Impulspaketes noch die entsprechende Korrektur hinzurechnen. So könnte man ziemlich genau die Winkelposition bekommen.

Ein Sender müsste mit 1 Bitzeit moduliert werden, der andere z.B. mit 2 oder 3 Bitzeitenmoduliert werden.
Wenn die Winkel ähnlich sind, zu den Rändern hin..
würde also z.B. ein Muster ala 101010011100111000 oder so auftreten, da sich die Strahlen dann überlagern würden.
Man könnte daraus auch den Zeitpunkt des 2. Senders ermitteln, da ja anfangs noch die Bitzeiten eingehaltne würden, später nicht muss dann also der 2. Sender dabei sein.

So könnte man bis hin zu wenigen Bitzeiten die Zeit auflösen.
In 20ms stehen 400 Bitzeiten zur Verfügung.
Man könnte also auf ca. 3-5° Winkelauflösung kommen.
Das System lässt sich skalieren, indem man z.B. 20ms nur für 180° nimmt (2 LEDS senden), oder halt die Sender langsamer rotiert.
So ließen sich leicht Winkelauflösungen von 1-2 ° erreichen..


Bisher noch ein Gedankenmodel. Ich habe mir ein paar TSOP 7000 besorgt und bereits einen Sender rotieren lassen, bisher wollte ich komplette Datenpakete mit den Winkeln senden, die wären aber etwas lang gewesen. Das funzt soweit auf dem labortisch. Aber dieser Thread hat mir die Anregung geliefert, es evtl. aber die Version "Flash" + Peilstrahl zu ändern und so viel schneller zu werden..

Sigo
Sigo

[molleonair]

Hallo also ich epfehle eine Bake nach diesem Prinzip hier
http://www.robotmaker.de/fernbed.html

moduliere selber den Sender der Ladestation mit verschiedenen codes und LEDs mit verschiedenen Abstrahlrichtungen

[goara]

du koenntest es doch auch so machen: aussen 2 leds mit bestimmten pulsen als "trichter" die ihn erst mal grob in die richtige richtung shcicken.... wenn er links an den trichter stösst fährt er nach rechts wenn er rechts dagegenfährt nach links.. sobald er die mittellinie gefunden hat folgt er dieser wie ein linienfolgebot wenn er links aus dem strahl fährt leicht nach rechts, wenn er links raudfährt leicht rechts.. ... dazu bräuchtest aber 2 empfängerdioden.. allerdings waere die intensität dann egal...
so ungefähr: Bild hier  
is so ähnlich wie shcon oben beschrieben.. aber einfacher behaupte ich mal...
die abstrahlwinkel der dioden, zumindest der in der mitte musst du dann noch begrenzen.. zb einfahc die diode in ein kleines aluröhrchen stecken..

btw? das is ja im prinzip nur fuer die anfahrt am ende.. wie soll der die station allgemien finden.. also wenn er ganz wo anders is ??

[MoeJoeHH]

hallo!

also danke nochmal für die vielen Antworten!

Das mit 5 Sektoren benutze ich in meinem Programm in der Simulation bereits. Das sieht ungefähr so aus, oben soll die Basisstation mit den drei LEDs sein, darunter die Sektoren mit den Anfahrtswegen.

Bild hier  

Die Sektoren ergeben sich aus den Überscheidungen der LED-Signale. Wie gesagt Simulation, wo jede LED klar ist funktioniert sehr gut. Ich vergleiche dabei Signale an den beiden Seiten um zu lenken, nachdem ich den Roboter anhand der Sektorerkennung ausgerichtet habe. Wie gesagt in der Simulation nahezu 100% Erfolgsquote. -- Aber Simulation ist nicht gleich Wirklichkeit...

Das ganze ist ein Forschungsprojekt an meiner Uni und das Gesamtkonzept des Roboters steht schon und ist auch schon weitestgehend verwirklicht. Meine Aufgabe ist, den Roboter in die Basistation fahren zu lassen und als zweiten Teil sollen sich zwei Roboter finden und an ihren Connectoren mechanisch verbinden. Daher auch die relativ starre Festlegung... leider.

In der Praxis funktioniert die Erkennung der Dioden zumindest ansatzweise, leider ist die (nicht von mir entwickelte) Empfängerschaltung mit dieser Zeitkonstante behaftet, die das ganze etwas langsam macht.

Die Ideen mit dem Trichter von goara und mit der Pausencodierung von vohopri werd ich auf jeden Fall weiter verfolgen.

In anderen Teilprojekten wird auch an Kamera-Navigation und ähnlichem gebastelt. Hier werden dann (evtl.) auch Karten erstellt.

ach ja:

btw? das is ja im prinzip nur fuer die anfahrt am ende.. wie soll der die station allgemien finden.. also wenn er ganz wo anders is ??

Meine Aufgabe ist dass er von 50cm reinfindet, wie er in den 50cm-Umkreis kommt ist mir praktisch (für meine Arbeit) egal, das wird wohl dann über Kamera-Infos oder so ablaufen.

Hir nochmal für die interessierten der Link zur Projekt-Page von dem Wissenschaftlichen Mitarbeiter, der den Roboter entworfen hat:

http://www.tu-harburg.de/ti6/mitarbeiter/pst/Robot.html


Moe

[vohopri]

Hi,
da geht ja schon was weiter. Ist doch klar, dass nicht alles sofort perfekt ist, das wird schon nach und nach. Deine Grafik schaut gut aus. Man erkennt darauf, dass der Sektor III wahrscheinlich schmäler sein muss, wenn der Frontsensor in der Mitte des Fahrzeugs sitzt. Wenn je ein Sensor an den Ecken platziert ist, dann ist die Konfiguration schon ok.

Viel Erfolg und halte uns bitte informiert über dein interessantes Projekt

Hannes

[MoeJoeHH]

ach so, nicht dass es zu Missverständnissen kommt:

die Sektoren sind so durch Überlagerung der LEDs aufgeteilt:
I: nur die rechte LED der Basisstation
II: rechte und mittlere LED
III: ALLE drei LEDs
IV: linke und mittlere LED
V: nur die linke LED

in Sektor III kann ich dann so navigieren, dass ich am linken Sensor des Robis den Wert der linken LED mit dem Wert der rechten LED am rechten Sensor vergleiche und dann bei Unterschieden der Signalstärke eine entsprechende Drehung zur Vorwärtsbewegung hinzufüge (einen Bogen fahre)

und halte uns bitte informiert über dein interessantes Projekt

Kein Prolem, wenn die Simulationsumgebung soweit geschrieben ist (wurde auch im Rahmen des Projekts entwickelt), dass man ein Video exportieren kann, kann ich das ja mal posten. Und sollten die Robis mal fahrbereit sein, werde ich ein entsprechendes Video ebenfalls mal posten.

Außerdem werden noch genug Probleme auftauchen

Moe