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Re: Positionserkennung

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Marcel Mueller schrieb:
> On 17.07.16 01.57, Hans-Peter Diettrich wrote:
>> Eben bin ich über einen Vorschlag gestolpert, wie sich ein oder mehrere
>> mobile Roboter auf einer Fläche orientieren könnten. Dazu werden
>> Ultraschallsignale von festen Positionen über die Fläche geschickt, und
>> (jeweils?) ein Infrarotsignal zur Feststellung der Laufzeiten.
> 
> Geht. Es gab mal Ultraschall 3D bzw. 6D Mäuse, die so gearbeitet haben. 
> Ist bestimmt schon 15-20 Jahre her, wo ich die auf der CeBit in der Hand 
> hatte.

Das klingt schon mal vielversprechend :-)

> Das mit dem IR-Sync für die Laufzeiten schenkt man sich allerdings.

Mit dem können auch Anweisungen verschickt werden, dann wäre die 
Synchronisation nur kostenloses Beiwerk.

> Alles, was man braucht, ist ein Ultraschallsender mehr als für die 
> Ortsbestimmung nötig. Also für 2D 3 Sender mit bekannten Koordinaten, 
> für 3D drei. Im Prinzip dasselbe wie bei GPS.

Das Prinzip ist klar, mir geht es mehr um die Praxis und Eigenbau.

>> Die Idee ist einleuchtend, aber was ist mit Reflektionen?
> 
> Üblicherweise nimmt man Signale deren Form man sehr genau kennt und die 
> man per Kreuzkorrelation gut erkennen kann. Die bekommen dann noch die 
> notwendigen Zeit- und Ortsdaten aufmoduliert und fertig. In der Annahme, 
> dass ein Echo immer erstens schwächer und zweitens später kommt, als der 
> Direktschall, kann man es leicht als solches erkennen.

Ich denke zunächst an einfache US-Abstandssensoren (Ping), die sich 
einmal aktiv zur Erkennung von Hindernissen einsetzen ließen, und 
zusätzlich passiv für die Position. Dabei könnte das IR-Signal 
gleichzeitig dazu dienen, die Roboter für die Dauer der 
Positionsbestimmung stumm zu schalten.

Was mir dabei noch Kopfzerbrechen macht, ist die Anzahl bzw. Anordnung 
der Sensoren am Roboter. Ideal wäre für die Positionsbestimmung (je) ein 
einziger richtungsunabhängiger Empfänger, dann wäre nur ein Signal 
auszuwerten. Für die (aktive) Abstandsmessung hingegen ist 
Richtungsempfindlichkeit notwendig. Vermutlich ist es doch keine gute 
Idee, die Empfänger für beide Zwecke zu nutzen, dann könnte man auch die 
Abstandssensoren unten anordnen, und die Positionssensoren oben am 
Roboter (freies Sichtfeld).

> Aber, wenn keine freie Bahn herrscht (viele Roboter) und man von einigen 
> Sendern gar keinen Direktschall bekommt, wird die Sache schwierig. Dann 
> macht man die Sache überbestimmt, indem man zusätzliche Sender 
> hinzufügt. Sobald der Direktschall von 3 bzw. 4 Sendern ankommt, ist 
> eine Ortsbestimmung möglich. Wieder dasselbe wie bei GPS.

Hmm, bei GPS (HF) lassen sich mehr Kanäle und Modulation unterbringen 
als bei Ultraschall. Entsprechend abgestimmte Sender und Empfänger 
(Scanner?) stellen mein Modell auf den Kopf, wenn für die 
US-Signalverarbeitung mehr Rechenleistung notwendig wird als für die 
eigentlichen Aufgaben des Roboters.

[...]
> Alternativ kann man den Empfänger auch so programmieren, dass er damit 
> klar kommt, und das als zusätzliche Information verwendet. Aus dem 
> resultierenden Kammfilter kann man kombinierte Entfernungs- und 
> Höheninformationen zu einem Sender bekommen. So macht es z.B. unser Ohr 
> (bzw. Gehirn) bei der vertikalen Ortung.

Ja, mit unserem Gehirn als Arbeitstier wird das alles ein Klacks. Aber 
da unsere Prozessoren noch nicht so weit sind, suche ich mehr nach 
praktikablen digitalen Alternativen. 9DOF Sensoren und GPS Module sind 
inzwischen Pfennig-Artikel, da stellt sich die Frage kaum noch, ob sich 
ihr Einsatz auch lohnt. Aber bei bei Schallsignalen sieht es mit der 
Minitaurisierung noch schlecht aus - oder gibt es bereits sowas wie 
einen Ohr-Sensor, mit (quasi) parallelen Ausgängen für viele schmale 
Frequenzbänder? Die Billig-Module sind IMO mehr für Lichtorgeln geeignet 
als für Mehrkanal-Betrieb.

[...]
> Da geht also wirklich eine ganze Menge, wenn man nur will.

Mich interessiert momentan die Untergrenze, d.h. welchen brauchbaren 
Effekt kann man mit minimalem Aufwand erreichen. Um die höhere 
Mathematik, Physik, KI usw. kümmern sich schon die Experten, da gibt es 
Lorbeeren und Aufträge einzuheimsen. Die andere Seite, etwa die 
Maker-Szene, interessiert mich da mehr - runter von ausgetretenen Pfaden.


> Kleiner Tipp noch. In allen möglichen dieser Formeln kommt die 
> Schallgeschwindigkeit als Konstante vor. Böderweise ist die aber alles 
> andere als konstant.
[...]

Danke, so weit war ich noch garnicht :-)

DoDi

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Positionserkennung Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-07-17 01:57 +0200
  Re: Positionserkennung usenetmuell@raimund.in-berlin.de (Raimund Nisius) - 2016-07-17 09:02 +0200
  Re: Positionserkennung "horst-d.winzler" <horst.d.winzler@web.de> - 2016-07-17 09:24 +0200
  Re: Positionserkennung Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> - 2016-07-17 09:44 +0200
    Re: Positionserkennung Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-07-17 14:00 +0200
      Re: Positionserkennung Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> - 2016-07-17 18:13 +0200
        Re: Positionserkennung Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-07-17 19:30 +0200
  Re: Positionserkennung Volker Bartheld <news2016@bartheld.net> - 2016-07-17 14:30 +0200
    Re: Positionserkennung Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-07-17 19:13 +0200

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