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Thema: GPS Modul zur Orientierung im Raum

  1. #1
    Benutzer Stammmitglied Avatar von efb
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    GPS Modul zur Orientierung im Raum

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    Eine Frage zur Orientierung im Raum mit einem GPS-Modul:

    Ich habe gelesen, das die Standortbestimmung ja relativ ungenau ist. Also kann nach einer Messung der wirkliche Standort um soundsoviel abweichen. Ok. Wie ist das aber danach mit der relativen Genauigkeit während einer Fahrt? Will sagen, wenn der Roboter von einem konstanten Punkt aus startet, und dann über einige Meter immer wieder die GPS Daten auswertet, gibt es dann auch eine Streuung?

    Vielen Dank!

    Ernst

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Zitat Zitat von efb Beitrag anzeigen
    Wie ist das aber danach mit der relativen Genauigkeit während einer Fahrt?
    Was ist relative Genauigkeit, weil ich nie darüber gehört habe ?

    Ich denke, dass jede Messung neu ist, also mit gleichem positionbedingtem Fehler, weil die GPS-Satelliten sich ständig bewegen.

    Hoffentlich hilft es dir etwas: http://www.roboternetz.de/community/...er-kommen-die? .
    Geändert von PICture (09.02.2014 um 18:09 Uhr)
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  3. #3
    Benutzer Stammmitglied Avatar von PlasmaTubeI²C
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    Hi,

    wenn wir jetzt mal von der Ungenauigkeit der GPS-Position aufgrund der Streuung in der Atmosphäre ausgehen, sollte es relativ egal sein, ob sich der Empfänger bewegt oder nicht.
    Die Abweichung tritt zufällig auf, praktisch eine Funktion, die für die tatsächliche Ist-Position in X und Y-Richtung +- 1 bis 8m hinzufügt.

    Aber: Dieses shifting ist in einem Bereich von mehreren 10 bis 100 Meter relativ gleichmäßig, deswegen funktionieren Systeme wie DGPS, sprich man hat eine Bodenstation und einen bewegten Empfänger, da beide die gleiche Abweichung haben, kann man die Positionsverschiebung des Bodenempfängers von der des bewegten Moduls abziehen und erreicht unter guten Bedingungen Genauigkeiten von +-10cm
    Gruß, Stefan. Rechtschreibfehler gefunden? Kannste behalten!

  4. #4
    Benutzer Stammmitglied Avatar von efb
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    Danke für Eure Antworten!

    Zitat Zitat von PlasmaTubeI²C Beitrag anzeigen
    Aber: Dieses shifting ist in einem Bereich von mehreren 10 bis 100 Meter relativ gleichmäßig, deswegen funktionieren Systeme wie DGPS, sprich man hat eine Bodenstation und einen bewegten Empfänger, da beide die gleiche Abweichung haben, kann man die Positionsverschiebung des Bodenempfängers von der des bewegten Moduls abziehen und erreicht unter guten Bedingungen Genauigkeiten von +-10cm
    Stimmt ja, von DGPS hatte ich ja auch gelesen... Das scheint dann die einzige einigermaßen
    genaue Methode zu sein. Dann braucht man zwei GPS Module, einen Server und auf dem Roby das wifi Modul.

    Aber ob man mit den einfachen GPS Modulen (z.B. wie im Wiki auf der RP6-Platine "Orientierung im Raum" verwendet) eine Genauigkeit von 10 cm hinbekommt? Hat das schon mal jemand probiert?

    viele Grüsse!

  5. #5
    Benutzer Stammmitglied Avatar von PlasmaTubeI²C
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    Selbst getestet hab ich es zwar noch nicht, jedoch wirds allein schon in der Theorie schwierig sein, eine Positionsgenauigkeit von <2m zu erreichen, eine externe Antenne würde helfen sich diesem Wert anzunähern
    Aber 10cm sind schon arg krass und unerreichbar, solange man nur auf einen standard GPS-Empfänger zurückgreift (Militärversionen hatten meines Wissens ne Präzision von +-30cm).
    Wenn überhaupt nur durch externe Hilfsmittel wie DGPS oder RTK-GPS möglich!

    Mal ne andere Frage (und sry falls ich dich falsch verstanden haben sollte!), was meinst mit Raum? War das allgemein definiert oder auf ein begrenztes Zimmer?
    Gruß, Stefan. Rechtschreibfehler gefunden? Kannste behalten!

  6. #6
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    Die Genauigkeit für relative Bewegungen ist schon einiges besser als die Absolute Genauigkeit. Fehler wie der Einfluss der Atmosphäre und ähnliches fallen ja raus, ähnlich wie beim DGPS. Es bleibt aber der zufällige Fehler vom Empfänger - wie groß der ist hängt vom Empfang (Zahl und Position der Satelliten) und dem Gerät ab. Ein Problem gibt es ggf. wenn sich die empfangenen Satelliten ändern, also einer dazu kommt oder raus fällt. Das kann dann einen Sprung in der Postion geben.

    Im Gebäude oder auch nur davor gibt es ggf. auch noch Verzerrungen/Reflexionen des Empfangs durch die Wände und damit zusätzliche Fehler.

  7. #7
    Benutzer Stammmitglied Avatar von efb
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    Zitat Zitat von PlasmaTubeI²C Beitrag anzeigen
    Mal ne andere Frage (und sry falls ich dich falsch verstanden haben sollte!), was meinst mit Raum? War das allgemein definiert oder auf ein begrenztes Zimmer?
    Ich meinte das mit Zimmer(n). Ich haben den RP6, den ich im Zimmer an einem bestimmten Ort stationieren will und von dort aus Aufgaben erledigen lassen will. Zum Beispiel soll er die Tür zuschieben. Lacht nicht, er soll sich halt nützlich machen
    Dazu soll er an bestimmte Stellen im Raum fahren und danach zur Station zurückfinden. Und nun bin ich bei den grundlegenden Überlegungen mit welchen Sensoren ich ihn versehen sollte, damit er erst einmal sein Ziel findet.

    Auf extra Baken will ich dabei verzichten (nur eine zum Anlocken an seiner "Heimatstation", damit er wieder zurückfindet). Ich habe hier zwar auch einen fleißigen Roomba, der mit den Baken wunderbar arbeitet, aber dabei kommuniziert er mit ihnen auch noch über Funk (ich denke er weckt sie dadurch auch auf, damit die Batterien der Baken lang halten - und nur so finde ich das ganze auch praktisch genug. Aber so komplex möchte ich die Baken für den RP6 nicht bauen müssen. Dann versuche ich es ohne. Derzeit denke ich, das es mit Kompass und Abstandssensoren gehen müsste...

    @Besserwessi
    Ja stimmt. Das mit dem wechselnden Satellit ist ja auch noch ein zu erwartender Fehler trotz zwei GPS Modulen, es kann ja schnell sein, das das eine Modul einen Satellit mehr hat, als das andere, insbesondere wenn gerade ein Satellitenwechsel ist...

  8. #8
    Benutzer Stammmitglied Avatar von PlasmaTubeI²C
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    Hmm,
    ich will dir den Wind nicht aus den Segeln nehmen und ich habe in diesem Gebiet auch nicht so viel Erfahrungswerte, aber rein aus logischer Beurteilung würde ich sagen, dass ein GPS-Empfang innerhalb eines Raumes nicht möglich ist,
    da die Betondecke bzw deren Stahlträger zu viel dämpfen. Oder kann man mit einer externen Antenne was erreichen, hat das jemand mal getestet?

    Ich würde es auf jeden Fall mal ausprobieren, schadet nix!
    Trotzdem ist es immer hilfreich alternative Lösungsansätze im Hinterkopf zu haben.

    Kurz weg zu einem ähnlichen Thema, hat mich schon lange interessiert: Über (reine) Funkbaken und weiterführend per Triangulation die Position eines Roboters in einem geschlossenem Raum zu errechnen stell ich mir theoretisch als durchaus kompliziert vor.
    Ginge es auch mit Laufzeitmessung per Ultraschall? Sprich der Roboter hält mit allen Baken Funkkontakt, wobei er nach der Reihe allen ein Signal gibt, ein kurzes US-Signal auszusenden:

    Roboter zu Bake 1 [Funk]: US-Signal senden --> Timer (in µs) wird gestartet --> Warten auf eintreffendes US-Signal --> Timer stopp und speichern des Wertes
    Bake 2... usw

    Nur als Idee, eventuelle Reflexionen müssen natürlich rausgerechnet werden und es muss Sichtkontakt zur Bake bestehen.
    Gruß, Stefan. Rechtschreibfehler gefunden? Kannste behalten!

  9. #9
    Benutzer Stammmitglied Avatar von efb
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    Zitat Zitat von PlasmaTubeI²C Beitrag anzeigen
    Hmm,
    Ginge es auch mit Laufzeitmessung per Ultraschall? Sprich der Roboter hält mit allen Baken Funkkontakt, wobei er nach der Reihe allen ein Signal gibt, ein kurzes US-Signal auszusenden:
    Roboter zu Bake 1 [Funk]: US-Signal senden --> Timer (in µs) wird gestartet --> Warten auf eintreffendes US-Signal --> Timer stopp und speichern des Wertes
    Bake 2... usw
    Ja, machbar ist das sicher auch, aber erstens nicht mit den vorhandenen "Standard Sensoren" (beim US hätten wir ja schon einmal den Sender und Empfänger dann örtlich getrennt) und zweitens welchen Vorteil hätte es gegenüber IR? Technisch scheint es jedenfalls komplizierter zu sein. Wahrscheinlich wäre die Reichweite besser. Wie dem auch sei. Für normale Wohnräume ist das System, das z.B. iRobot mit dem Roomba geht (also Funk + IR Baken) eine bewährte Lösung (auch wenn der nicht genau wissen muss, wo er gerade ist, aber er könnte es wenn er es brauchen würde, dann müsste man mehr von den Baken aufstellen ).

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