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Thema: Pathfinding Roboter Bob

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Pathfinding Roboter Bob

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    Moin zusammen,

    zwecks Facharbeit arbeite ich momentan an einen Pathfinding Roboter namens Bob.

    Er soll eine Schwarze Fläche abfahren und dort nach aufgeklebten Punkten suchen.

    Blau: Wegpunkt
    Rot: Zielpunkt
    Grün: Startpunkt

    Nach dem erfassen der Punkte soll der kürzeste Weg von Grün über Weiße Punkte zu Rot errechnet werden und dann abgefahren werden.

    Den Kopf des ganzen bildet der AVR Butterfly.
    Kann ich zum erfassen der Farben folgenden Sensor verwenden?
    http://www.conrad.de/ce/de/product/1...archDetail=005

    Ich hänge momentan bei dem Absuchen des Feldes fest.
    Wie lasse ich Bob am besten die Fläche abfahren, ohne, dass er sie verlässt aber trotzdem alle Punkte erwischt?

    Vielen Dank und Grüße

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Odometrie ist das Stichwort. Damit kann der Robby eine bestimmte Strecke abfahren. Aber die Positionsfehler werden auch aufaddiert, so benotigen sie dan auch noch eine zusatzliches System um diese Fehler zu corrigieren. Die Farbpunkte ist eine Moglichkeit um die Fehler zuruck auf 0 zu setzen.
    Moglicherweise hat den AVR Butterfly nicht genugend freie Pins um das alles moglich zu machen. Wie gross sind die Punkte in Verhaltnis zu Robby ?

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von HeXPloreR
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    Hallo,

    zum Problem das die Fläche möglicherweise verlassen wird: Ziehe einen weißen Rand um die schwarze Fläche, da du keine weißen Punkte suchst kannst Du damit feststellen ob die schwarze Fläche verlassen wird. Wenn diese Möglichkeit ausscheidet hilft wohl nur noch eine Wand.
    Der Farbsensor von C ist möglicherweise schon etwas kompliziert auszuwerten, es mag aber damit gehen. Dennoch würd ich einen einfache IR-Sensor Lösung (z.B IS471F) vorziehen. Du möchtetst ja nicht herrausfinden wie blau dein blauer Punkt ist, sondern ob es ein Blauer oder Grüner ist. Da schwarz das Licht weniger reflektiert als deine Farbpunkte kann man damit denn Unterschied messen und damit rückschliessen auf welchen Punkt (Farbe) man sich befindet. Und der weiße Rand ist damit auch gut zu finden -> maximum Reflektion.
    Zum absuchen und genauere Odometrie kann ich leider nichts sagen.
    Geändert von HeXPloreR (16.09.2012 um 10:47 Uhr)
    "Es ist schwierig, jemanden dazu zu bringen, etwas zu verstehen, wenn er sein Gehalt dafür bekommt, dass er es nicht versteht" [Upton Sinclair] gez-boykott

  4. #4
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Vielen Dank für eure Antworten.
    Meinst du, dass die daten des Farbsensors so komplex sind? Liefert er nicht für jeden Kanal (RGB) einen Wert?
    EDIT:
    Diesen Sensor kann ich nciht verwenden, da erst nach Abgabetermin lieferbar =/

    Wie viele Pins werden denn benötigt, um 2 Getiebemotoren und den von mir genannten Farbsensor anzusteuern?
    Die Pins sollen ca. 1,5 cm im Durchmesser haben, der roboter ist ca. 20 cm lang, 10 cm breit und die Höhe ist noch unbekannt.

    Zur Odometrie lässt sich dann sicher was im Netz finden.

    Zur Ansteuerung des Motors habe ich dann nocheinmal eine Frage.
    Ich habe mir folgenden Doppelgetriebemotor beschafft:
    Tamiya 70097
    http://www.watterott.com/de/Dual-Motor-Getriebebox

    Betriebsspannung 3-6V

    Ich würde gern eine Motoransteuerung nach dem Bausteinprinzip nehmen.
    Könnt ihr eine passende empfehlen?

    Viele Grüße
    Geändert von -Bob- (16.09.2012 um 20:26 Uhr)

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Also ich verwende bei meinem kleinen Roboter auch die Tamiya Getriebebox. Ich steuere sie über diesen ( http://www.shop.robotikhardware.de/s...roducts_id=206 ) Motortreiber an. Der ist recht klein (ca 2x1cm) und ist für die beiden Motoren meiner Meinung nach gerade richtig.

  6. #6
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Zitat Zitat von ijjiij Beitrag anzeigen
    Also ich verwende bei meinem kleinen Roboter auch die Tamiya Getriebebox. Ich steuere sie über diesen ( http://www.shop.robotikhardware.de/s...roducts_id=206 ) Motortreiber an. Der ist recht klein (ca 2x1cm) und ist für die beiden Motoren meiner Meinung nach gerade richtig.
    super
    danke die sieht sehr vielversprechend aus.

  7. #7
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Ich habe nocheinmal eine Frage bezüglich des Farbsensors.

    Ist es wirklich fehlerfrei möglich eine Farbe durch einen IR-Sensor zu erkennen?
    Ist es nicht einfacher einen "normalen" rgb-sensor zu verwenden?

    Vielen Dank

    EDIT:

    Da ich mit der Zeit etwas unter Zeitdruck gerate, habe ich nocheinmal ein paar Fragen an euch. Sie mögen evtl. etwas dämlich klingen, aber da dieses mein erstes Robotikprojekt ist, sind sie einfach notwendig

    Der AVR Butterfly wird über eine onboard-Batterie versorgt.
    Versorgt er auch einen Sensor mit Strom oder muss dieser seperat an einen Akku angeschlossen werden und, wenn ja, wie?

    Welchen Sensor könnt Ihr für meine Zwecke empfehlen? (Rot, Grün, Blau, Weiß erkennen)
    Kann ein solcher Sensor ohne jegliche weitere Bauteile an den Butterfly angeschlossen werden?

    Die empfohlene Motorsteuerung von RN benötigt eine Logigspannung und eine Betriebsspannung für die Motoren.
    Kann ich für beide den selben 6V oder 4,8V Akku verwenden?

    Habt ihr einen Tipp, wie ich die Position der Punkte auf der schwarzen Fläche, wenn sie gefunden wurden, festhalten kann?

    Ich hoffe Ihr könnt und möchtet mir weiterhelfen

    Zur Zeit sieht meine Materialliste folgendermaßen aus:

    - Tamiya Twin Motor
    - RN Motorsteuerung http://www.shop.robotikhardware.de/s...roducts_id=206
    - AVR Butterfly
    - 4,8V oder 6V Akku
    - Chassis und Räder
    - Farbsensor
    - div. Stecker und Stiftleisten

    Fehlt noch irgendwo etwas?

    EDIT 2:
    Ich habe mich dazu entschieden die Position des Roboters auf dem Feld mittels zweier Ultraschallsensoren zu ermitteln.
    Rechtwinklig zueinander angeordnet mächte ich so X und Y position bestimmen. Zur Bestimmung seiner Postion richtet sich der Roboter immer wieder in eine Richtung. Die Weiße Linie, die das Feld umrandet wird durch eine Mauer ersetzt.
    Könnt ihr preiswerte Sensoren für eine Entfernung von ca. 1m empfehlen?
    Kann ich mittels zwei Getriebemotoren überhaupt eine exakte 90° Kurve durchführen bzw. kann ich die Ausrichtung irgendwie kontrollieren?

    Vielen Dank
    Geändert von -Bob- (19.09.2012 um 11:02 Uhr)

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Zur Motoransteuerung kann ich dir vorweg ein paar Infos geben, da ich mich jetzt selbst einige Zeit mit der gespielt habe.

    Du brauchst auf jeden fall 6 Signalleitungen, von denen 2 PWM und 4 digital (ein, aus) sind. Mit denen steuerst du dann direkt die Motoren an.
    Deinen Controller betreibst du ja nehm ich an mit entweder 5V oder 3,3V, wie das halt so üblich ist. Da du die Motoren aber auch mit weit höherer Spannung (ich glaub 36V maximal waren das) betreiben kannst, ist hier ein extra Anschluss am Motortreiber vorhanden. Wenn du die Motoren aber mit der Controllerspannung betreiben möchtest, schließt du die VCC und die VMOT einfach zusammen.
    Es wird zwar dringend empfohlen für die Motorspannung eine eigene Energiequelle zu verwenden (also eigene Batterie), ich hab das jedoch aus Platzgründen und zu Testzwecken jetzt mal über die gleiche Spannungsquelle laufen lassen und es funktioniert problemlos.

    Außerdem hast du noch den Standby-Pin, über den kannst du, wenn du das möchtest, den Motortreiber komplett ausschalten. Soll heißen, wenn der Standby aktiv ist dann reagieren die Motoren auch dann nicht, wenn du ein Signal an den Motortreiber sendest. Du kannst in dem Fall also die 6 Signalleitungen die sonst die Motoren ansprechen für etwas anderes Nutzen, solange sich dein Roboter nicht bewegt.
    Wenn du den Standby nicht nutzen willst, schließt du den Standby-Pin einfach mit einem 1k Ohm Widerstand an die VCC, schon ist der Standby dauerhaft deaktiviert.


    Zum Festhalten der Punkte auf deiner (rechteckigen?) Testfläche sehe ich mehrere Möglichkeiten.

    1.) könntest du eine Matrix für die Testfläche eintragen die dann jedem Bereich (10x10cm oder noch kleiner) eine 0 zuordnet wenn hier kein Punkt ist, eine 1 Für den Startpunkt, eine 2 für Wegpunkt und eine 3 für Zielpunkt. Problem dabei ist halt, das eventuelle Ungenauigkeiten im Abfahren der Fläche sich aufsummieren könnten und die 1, 2, 3 dann eventuell um Kästchen "verrutscht" und dann nicht richtig gespeichert wird. Könnte aber eventuell ein erster Ansatzpunkt sein um den Roboter mal ungefähr in die richtige Gegend zu bekommen und dort dann den Punkt zu suchen.

    2.) könntest du an den entsprechenden Punkten so eine Art kleiner "Wegmarken" abladen, eventuell eine leuchtende LED an einer Batterie oder ähnliches. Wenn du dann am Punkt 1 (grünes lämpchen) Stehst, dreht sich der Roboter (oder einen Sensor) und sucht den Wegpunkt 2 (rotes lämpchen) und fahrt dann dort hin, an Wegpunkt 2 sucht er dann entsprechend das nächste Lämpchen und so weiter.

    3.) könntest du an jedem Wegpunkt (beim erstmaligen Auffinden) eine entsprechende Lage anhand von Referenzpunkten merken. Stichwort hierfür wäre dann wohl Triangulation.

    Es gibt sicher noch mehr Möglichkeiten die mir jetzt nicht sofort einfallen.
    Auf jeden fall bräuchtest du für jede dieser Methoden noch weitere Sensoren an deinem Bot.

  9. #9
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    Du kannst mit einem einfachen (Gleichstrom)Getriebe keine genaue 90° Drehung durchführen, noch die differenz dazu feststellen. Entweder benutzt Du Schrittmoteren, auch gerne mit Getriebe, oder Du benötigst noch Odometrie um festzustellen wie weit und schnell sich deine Räder drehen. Aber auch damit allein ist nicht sicher gestellt das dein Bot sich korrekt dreht. Das ist dann der Schlupf der irgendwie auch noch gemessen werden müsste - z.B. ein Kompass könnte das Problem beheben.

    Also gibt es einen weißen Rand?

    Was bnedeutet Dir rennt die Zeit davon? ...möchtest Du morgen fertig sein? ...denke das wird nichts.

    Viel Erfolg und nicht aufgeben
    Geändert von HeXPloreR (19.09.2012 um 12:59 Uhr)
    "Es ist schwierig, jemanden dazu zu bringen, etwas zu verstehen, wenn er sein Gehalt dafür bekommt, dass er es nicht versteht" [Upton Sinclair] gez-boykott

  10. #10
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Danke an euch beide für die ausführlichen Antworten

    Wenigstens bin ich nun nichtmehr so extrem unwissend, was den motortreiber betrifft.
    Ich denke dass ich die Positionsprüfung mit den 2 Ultraschallabstandssensoren durchführen werde.

    Die Sache mit dem Kompass ist ein super tipp, danke. Kannst du simple Fertigmodule empfehlen?

    Fertig sein mit der Geschichte sollte ich Zeitnah, wenn's glatt läuft in ca. einem Monat.

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