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Thema: outdoor Abstandsmessung Ultraschall SFR08 oder IR sharp ?

  1. #1
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    outdoor Abstandsmessung Ultraschall SFR08 oder IR sharp ?

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    Hallo

    ich plane einen automatischen Rasenmäher zu bauen und hätte ein paar Fragen bezüglich der geeigneten Sensoren zur Kollisionserkennung.

    In der 1. Ausbaustufe sollte der Mäher stochastisch mähen und sobald er irgendwo ansteht ausweichen und weitermähen. D.h. Induktionsschleife kommt erst irgendwann.

    Zur Erkennung von Hindernissen hätte ich folgende Sensoren geplant:
    - Schlauch als Stoßstange (bzw. Unterfahrschutz) mit SFR02 dran, damit sollte man die Position des Zusammenstoßes erkennen können
    - als Frühwarnung entweder IR-Abstandmesser oder Ultraschallsensoren

    Was ist bezüglich Hindernisserkennung (Kollosionswarnung) im Garten sinnvoller - IR oder US ?

    Von einem IR (sharp) würde ich mir erwarten, dass er sehr punktuell misst, d.h. eine Stange wurde er nur erkennen wenn er zufällig genau draufhält.
    Vom einem US (SFR0 würde ich mir je nach Hinderniss und Hintergrund mehrere Echos erwarten, aber auch z.B. eine Stange sollte erkennbar sein.

    Falls ich einen US Sensor nehme, dann den SFR08, da der auch mehrere Echos aufnehmen kann. Ich würde erwarten, dass man mit mehreren Echos z.B. eine Stange mit dem 1. Echo erkennen kann und z.B. eine Mauer dahinter mit den folgenden Echos. Ob das viel bringt weiß ich noch nicht....

    Was würdet Ihr empfehlen, US oder IR zur Kollosionswarnung ?
    Was ist zuverlässiger ?

    Danke im Voraus !

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Prinzipielles zu IR und US

    Im Outdoor Bereich ahst du immer mit Störquellen zu rechnen.
    IR Fremdeinstahlung unmoduliert und manchmal auch moduliert.
    Genauso US, selbst ein Auto das nebenan auf der Straße fährt kann US emittieren. alleine vom Abrollgeräuch der Reifen auf Asphalt z.B..
    Also ist oft die Modulation entscheident ob der Signal Rauchabstand ein verwertbares Sensorsignal ergibt. bzw. Ob aus dem Signalmix das relevante Nutzsignal rausgefiltert werden kann.

    Da sowhl Aktive IR Sensoren als auch US ein Keule aussenden und auch der Empfänger einen gewissen Öffnungswinkel haben, ist es eine Frage des Abstandes ob ein kleines/schmales Objekt erkannt wird oder nicht.
    Ein Besenstiel deckt in einem Meter Entfernung vieleicht nur 2% der Scanfläche ab, 5cm vor dem Sensor aber 90%.
    Wenn er genau zwichen zwei Sensoren liegt so das er wärend er im Erfassungsbereich liegt, sein Echo unterhalb der Detektionsschwelle liegt, im Nahbereich aber außerhalb des Erfassungsbereich, dann muß der Sensoraufbau modifiziert weden.

    Ich verlasse mich sowieso nie nur auf ein System, weshalb ich PIR, Aktiv-US, Aktiv-IR immer parallel einsetze Dazu natürlich segmentierte Bumper als letztes und manchmal noch Phototransistoren und Mikrofone zusätzlich.

    Neben den Starr eingebauten Sensoren hat sich noch ein oszilierender Sensorkopf bewährt der mindestens 180° abdeckt.
    Derzeit habe ich den mit Aktiv IR und US mit je einem Sender und einem 4 Quadranten Empfänger aufgebaut.
    Die Winkelauflösung der Drehbühne liegt bei 5°.
    Durch die 4 Quadranten Empfänger kann ich horizontal kleiner 1° auflösen und Vertikal bei ca. 20° Öffnungswinkel ebenfalls 1°.
    Höher ligende Echos erreichen nicht mehr die unteren Sensoren so das keine Differenzsignale vorliegen. Da gibt es halt nur da oder nicht da aber nicht wie hoch.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Prinzipielles zu IR und US

    Im Outdoor Bereich ahst du immer mit Störquellen zu rechnen.
    IR Fremdeinstahlung unmoduliert und manchmal auch moduliert.
    Genauso US, selbst ein Auto das nebenan auf der Straße fährt kann US emittieren. alleine vom Abrollgeräuch der Reifen auf Asphalt z.B..
    Also ist oft die Modulation entscheident ob der Signal Rauchabstand ein verwertbares Sensorsignal ergibt. bzw. Ob aus dem Signalmix das relevante Nutzsignal rausgefiltert werden kann.

    Da sowhl Aktive IR Sensoren als auch US ein Keule aussenden und auch der Empfänger einen gewissen Öffnungswinkel haben, ist es eine Frage des Abstandes ob ein kleines/schmales Objekt erkannt wird oder nicht.
    Ein Besenstiel deckt in einem Meter Entfernung vieleicht nur 2% der Scanfläche ab, 5cm vor dem Sensor aber 90%.
    Wenn er genau zwichen zwei Sensoren liegt so das er wärend er im Erfassungsbereich liegt, sein Echo unterhalb der Detektionsschwelle liegt, im Nahbereich aber außerhalb des Erfassungsbereich, dann muß der Sensoraufbau modifiziert weden.

    Ich verlasse mich sowieso nie nur auf ein System, weshalb ich PIR, Aktiv-US, Aktiv-IR immer parallel einsetze Dazu natürlich segmentierte Bumper als letztes und manchmal noch Phototransistoren und Mikrofone zusätzlich.

    Neben den Starr eingebauten Sensoren hat sich noch ein oszilierender Sensorkopf bewährt der mindestens 180° abdeckt.
    Derzeit habe ich den mit Aktiv IR und US mit je einem Sender und einem 4 Quadranten Empfänger aufgebaut.
    Die Winkelauflösung der Drehbühne liegt bei 5°.
    Durch die 4 Quadranten Empfänger kann ich horizontal kleiner 1° auflösen und Vertikal bei ca. 20° Öffnungswinkel ebenfalls 1°.
    Höher ligende Echos erreichen nicht mehr die unteren Sensoren so das keine Differenzsignale vorliegen. Da gibt es halt nur da oder nicht da aber nicht wie hoch.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Vitis
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    Tja, beim Mähen entsteht leider auch einiges an Staub,
    der die IR-Sensoren mittelfristig verschmutzt und deren
    Leistung dann entsprechend mindert.
    Ich hab letzten Sommer Versuche mit den SRF Sensoren
    am Traktor gemacht, die funktionierten auch verstaubt
    sehr gut. seltsamerweise hatte der dröhnende und scheppernde
    Dieselmotor keinen Einfluss auf die Messung, funktionierte
    sehr gut.
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  5. #5
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Danke für die ausführliche und lehrreiche Antwort.

    Drehbares "Sonar" ist mir zu aufwendig und fehleranfällig, ich will möglichst wenig bewegliche Teile....

    D.h. in Summe kann man nur möglichst viel auf möglichst unterschiedliche Art (IR & US) messen, dann die Signale filtern und vergleichen und quasi einen "Mittelwert" daraus bilden...

    Vermutlich haben die käuflichen Robomower deshalb wenig Abstandssensoren, weil das eben nicht ganz so wartungs- und störungsfrei ist, wie man gerne hätte.

    Danke jedenfalls.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Wegen Verstaubung bei IR Sensoren, kann man auch ein Gehäuse bauen das mehrere Sensoren, schon in den richtigen Winkeln zueinander ausgerichtet enthält und eine gebogene Scheibe hat.
    Gebogene Scheibe damit ein eventuell auftretender Fehler bei allen Sensoren möglichst gleich ist. ( Beleuchtete Seibenfläche, Abstand zum Sensor)
    Ein Scheibenwicher mit Pinsel, Gummilippe oder Pressluft wäre dann möglich. um viele Sensoren mit einem Mechanismus funktionsfähig zu halten.
    Wenn die Scheibe mit einer Nanopartikel Schicht aus der Flasche (hab ich schon mal bei ATU fürs Auto gesehen) versiegelt wird, sollte die Kratzfestigkeit und das Abperlen von Schmutz begünstigt werden.

  7. #7
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    Viel Ultraschallsensoren sind nicht Wetterfest, und ein Nachträgliches schützen des Sensors vor der Witterung ist kaum möglich. Wenn man Ultraschall haben will, sollte man also von vornherein wetterfeste Sensoren haben, die auch mit Staub klar kommen.

  8. #8
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    Zitat Zitat von Besserwessi
    Viel Ultraschallsensoren sind nicht Wetterfest ...
    Hmmm, also praktisch alle Ultraschallsensoren, die ich so täglich sehe - rund um diverse Autos - sind hoffentlich wetterfest, vermutlich sogar IP65 (manchmal brauche ICH beim Endurofahren IP66 - aber am Moped hab ich keine USSensoren *ggggg*).
    Ciao sagt der JoeamBerg

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