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Thema: Ultraschallsensor + Propeller = Problem?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Ultraschallsensor + Propeller = Problem?

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    Hallo,

    habe mich ja schon lange nicht mehr hier im Forum blicken lassen... aber gut:

    Es geht (mal wieder) darum, ein Fliegzeug autonom landen zu lassen und/oder das Baroaltimeter zu stützen und Kollisionsvermeidung zu betreiben.

    Das Fluggerät ist ein 4-rotoriger Schwebedings. Nachdem sich weder ein vernünftiger Radarsensor (zu schwer, nur Doppler =>Geschwindigkeit...) noch ein brauchbarer Lasersensor (zu teuer, zu schwer, nur Spot-Messung) zur Entfernungsmessung haben finden lassen sind wir auf Ultraschall gekommen.

    Allerdings habe ich mir sagen lassen, dass Versuche ein SRF08 an das Fluggerät zu hängen nicht so erfolgreich waren. Entweder
    - haben die Motoren oder die Rotoren so ein Gepfeife veranstaltet, dass der Sensor nichts brauchbares gemessen hat oder
    - wird der Sensor massiv durch die Luftverwirbelung irritiert.
    Was es wirklich war ist unbekannt, die Versuche wurden nicht weitergeführt, nachdem der Sensor nicht so erfolgreich war...

    Leider habe ich bei Google keine Erfolgsberichte gefunden.

    Meine Frage(n) wäre:
    1.) hat da einer von euch Erfahrung was das Propeller-Problem angeht?
    2.) Weiß einer von euch ob / welche Modulation die SRFxx Sensoren einsetzen? Ich habe leider keine Daten dazu gefunden, im Datenblatt steht nur, dass Pulse gesendet werden...
    3.) Nur so: Kennt zufällig einer von euch einen besser geeigneten Sensor...

    Besten Dank im Vorraus!

  2. #2

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Ja das hab ich auch gelesen - da steht aber auch nix, was ich nicht schon irgendwie wusste... Ausser das Luftverwirbelungen vielleicht ein Problem darstellen...

    So wie es aussieht komm ich nicht drumherum selber zu experimentieren.

    Bei den SRFxx Sensoren werden die Ping-Signale nicht besonders moduliert? In den Datenblättern steht leider nichts dazu.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Vitis
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    also bei nem Luftfahrzeug Luftschwingungen (Schall) zu verwenden
    geht nach meiner Vorstellungskraft nicht so ganz gut.
    Luftverwirbelungen, lange Laufzeiten und Dopplereffekt ...
    kann ich mir nicht so recht vorstellen ... lass mich aber gern eines
    Besseren belehren.
    Infrarot währ evtl. noch ne Idee. bei planen Flächen könnt ich mir da
    schon vorstellen.
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  5. #5
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    wie bei den manntragenden Fliegern auch:
    In der "Höhe" barometrisch, im Landeanflug dann eben statt Radar Infrarot.

  6. #6
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    Naj, das Problem ist, dass IR-Sensoren keine großen Entfernungen messen können - die SHARP-Sensoren kommen keine 2m weit.

    Laser-Entfernungsmeßgeräte sind teuer, u.u. schwer und messen nur spotweise

  7. #7
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    Ich sehe noch mehr Schwierigkeiten für das autonome Landen:
    Manntragend landet man auf dem ILS, also einem bodenseitige Kurs- und Gleitwegsender.
    GPS könnte hier eine Möglichkeit werden, sobald in Europa das EGNOS-System in Echtbetrieb geht. Bis dahin befürchte ich, dass die Positionsbestimmungen des GPS zu ungenau sind, um den Flieger auf der verlängerten Centerline zur Landebahnschwelle zu führen (mal 10 meter rechts, mal 10 meter links vorbei ?).

    Die Höhenangaben des GPS kann man derzeit auch noch in die Tonne treten (sind halt wesentlich ungenauer als die Positionsangaben).

    Also würde ich doch auf jeden Fall einen barometrischen Sensor nehmen - die soll es ja mit 9cm Auflösung geben, und erst die letzten 2 Meter über der Bahn das Abfangen mit einem Infrarotsensor machen.

    Autonom: Soll auch noch Leistung, Klappen usw. gesetzt werden ? Dann bräuchtes Du noch einen Fahrtsensor (Pitotrohr), um die Geschwindigkeit in der Luft bestimmen zu können (Landung bei gegenwind, Seitnwind etc.)

    Wird ganz schön komplex....

    Gruß Rene

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Mal ne andere Idee: wie wäre es mit nem VASI auf Infrarotbasis, das die Einhaltung des Gleitpfades per Funk zum Piloten meldet?

  9. #9
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    Es tut mir leid, aber mir geht es lediglich um Methoden zur Stützung der Höhenschätzung und optional ein bisschen Kollisionsvermeidung. Eine VASI macht bei einem Helikopterartigen UAV auch gar keinen Sinn, abgesehen davon muss diese am Landeort aufgestellt sein - und evtl soll das UAV ja auf "unbekanntem" Terrain landen können.

    Also eben Entfernungs-Sensoren.

    Ich werde mal ein paar Experimente mit US-Sensoren machen.
    Die 40kHz müsste ich mit einem ATmega8 ja erzeugen können, ein Quarz für präzisen Takt wäre toll
    US-Sender dürfen so bis zu ca. 20 Vrms angesteuert werden, also bräuchte ich einen OP um da sinnvolle "Lautstärke" zu erzeugen. Dasselbe gilt natürlich auch für den Empfänger.

    Da fällt mir ein: Kann mir einer von euch sagen wie schnell der AD-Wandler eines ATmega ist?

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Hm: Im Datenblatt steht was von 13 - 260 µs "Conversion Time"

    bei 40kHz brauche ich eine Abtastfrequenz von mehr als 80kHz -> weniger als 12µs.

    Schade, das ist eindeutig zu lahm.

    Hm: Desweiteren steht im Datenblatt:
    Bits 2:0 – ADPS2:0: ADC Prescaler Select Bits
    Division Factor 2 ... 128

    Also die Frequenz des "Systemtakts" durch 2

    Ein Wandlungsvorgang braucht 13 Taktzyklen.

    für einen Systemtakt von 8MHz ergäben sich dann ca. 300kHz Abtastrate... komisch.
    Was mach ich da falsch?

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