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Thema: Navigation in der Wohnung

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Moppi
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    Navigation in der Wohnung

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    Hallo,

    ich Suche nach bisher verwendeten Möglichkeiten der Navigation. Manches habe ich schon im Kopf. Wie Navigation per Karte, an Baken ausgerichtete Navigation oder an einem Kompass ausgerichtete Navigation. Ich treffe vor allem immer wieder auf Karten, die zur Navigation genutzt werden. Ich denke, die Art und Weise der Navigation hängt vom Ziel ab. In meinem Fall will ich jetzt nur von Punkt zu Punkt fahren. Zu Punkten, wo ich den Roboter zuvor hin navigiert habe. Danach soll er selbstständig die Punkte anfahren. Abstände zu Hindernissen und Wänden will ich mit Ultraschall erfassen.



    MfG

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Ich hab mal was sehr Interessantes gesehen, da hat jemand ein Streifenmuster auf die Wand projiziert und das Gerät hat das Muster erkannt und daraus seine eigene Position ermittelt. Leider kann ich mich nicht mehr genau erinnern, was der Hintergrund der ganzen Geschichte war. Das Streifenmuster war so eine Art digitaler Code, der sich aber an keiner Stelle wiederholt, so dass das Muster an jeder Stelle eindeutig ist. Wenn du deine kompletten Wände in Fußleistenhöhe mit solchen Mustern markieren würdest, könnte sich der Roboter daran sehr genau orientieren. Allerdings ist die Auswertung per Kamera sicher aufwändig.

    Wenns effizient sein soll, kommst du an irgendeiner Form von Karte nicht vorbei, denn der Roboter muss ja entscheiden, wie er von A nach B fährt. Ist eine Wand dazwischen, muss er ermitteln können, ob er links oder rechts fährt - mit Ausprobieren wird es jedes Mal ein Glücksspiel.
    Entfernungen sind mit Ultraschall sicher ganz gut messbar. Allerdings genügt schon eine Sporttasche auf dem Boden, um den Robotter zu verwirren.
    Interessant wöre vielleicht auch ein (unsichtbarer Infrarot) Laserstrahl, der die gesamten Bodenfläche durchstreift. Mit einem drehbaren Sensor könnte der Roboter schauen, woher der Strahl kommt. Mit zwei Strahlen aus verschiedenen Ecken könnte er seine Position sehr genau bestimmen. Probleme machen hier aber schon verwinkelte Möbelecken, Tisch-/Stuhlbeine usw.
    Ultraschallsender an verschiedenen Stellen und ein Empfänger im Roboter könnten aus den Laufzeiten der Signale die Position berechnen. Dafür brauchts dann aber mindestens 3 Signale, entweder 3 Ultraschallsender oder ein Funksender als Zeitnormal und zwei Ultraaschallsender für die Triangulation. Alles recht aufwändig.

    Ich würd es mit einer gespeicherten Karteninformation und Abstandsmessung per Ultraschall versuchen. Und dann zusätzlich versuchen, den Roboter erkennen zu lassen, falls sich ein unerwartetes Hindernis auftut (eben die Sporttasche oder ein rumlaufender Mensch).

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Moppi
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    Ich habe unterm Strich nicht mehr gefunden, als Kartennavigation.
    Mich interessieren aber auch andere Verfahren. Ich will sehen, welche Vor- oder Nachteile es gibt und was für Probleme damit verbunden sind.

    Ich befürchte, dass es viel mehr nicht geben wird. Bei der Abstandsmessung gibt es noch unterschiedliche Möglichkeiten, aber bei der Wegfindung?



  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Ich habe unterm Strich nicht mehr gefunden, als Kartennavigation ..
    Stimmt, das Gebiet ist kaum beackert. Ich kenne noch diese Diskussionen - aber ohne wirklich neuen Erkenntnisse. Da gehts aber mehr um die Bahnplanung (Ziel kennen - also Grobplanung und Hindernisse erkennen und umfahren - also Feinplanung).
    Ciao sagt der JoeamBerg

  5. #5
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    Wenn Du auf das Überqueren von größeren Flächen verzichten kannst, der Roboter sich also nur an Wänden entlang hangelt, sollte ein schwenkbarer(-135...+45°) IR-Abstandssensor mit kurzer Reichweite (Sharp/VL53L0X/VL53L1X) für die Wegfindung reichen. Das Teil folgt dann einfach der "Rechtsfahrregel" und bildet aus Strecken/ Ecken eine unverzweigte Landmark-Liste.

    Zwischengeschobene Gegenstände, die Deinen Weg unerwartet kreuzen und damit die Anzahl der Ecken erhöhen, bekommst Du mit der "Damerau-Levenshtein Distanz" in den Griff (ein Algorithmus, der ursprünglich zum Finden ähnlicher Wörter oder Sätze erfunden wurde). Geschlossene Türen allerdings sind ein Problem, dass sich nur durch Verzweigungen in der Landmark-Liste lösen lässt.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Moppi
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    Schade, dass sich hier nichts weiter etabliert hat. Vielleicht aber doch? Vielleicht weiß jemand noch was. Zum Sortieren von Werten z.b. gibt es auch verschiedene Algorithmen.
    Die Ansätze einen Weg zu finden sind oft recht kompliziert. Ich werde versuchen den Roboter implizit lernen zu lassen. Mal schauen, wie weit der Speicher dann ausreicht und wie schnell oder langsam das dann vonstatten geht.

    @Holomino
    Ich schau mir das mit der "Damerau-Levenshtein Distanz" mal etwas genauer an. Danke!


  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Wenn Du auf das Überqueren von größeren Flächen verzichten kannst .. Das Teil folgt dann einfach der "Rechtsfahrregel" ..
    Jaaa, mein WALL R ist so ein "Rechtsfolger", oder, wie der Name hinter der Abkürzung schon sagt, ein " Wand Abstands Limit Läufer auf RC-carbasis ". Drei Sensoren als Baugruppe "IR-LED-36kHz" und IR-Empfänger SFH5110. Und der WALL R läuft ja ganz ok: bei ordentlichem Wandabstand rechts UND viel Abstand nach vorne - gib Gummi, abgestuft steigend bis Grenze und leichter Rechtsdrall bis Abstandslimit rechts erreicht ist, bei wenig Abstand in Fahrtrichtung wird die Fahrgeschwindigkeit stetig abgesenkt und angepasst links gesteuert.
    Geändert von oberallgeier (07.12.2019 um 17:36 Uhr)
    Ciao sagt der JoeamBerg

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Zitat Zitat von Moppi Beitrag anzeigen
    @Holomino
    Ich schau mir das mit der "Damerau-Levenshtein Distanz" mal etwas genauer an. Danke!
    Du musst das dann aber auch etwas abstrakt denken und Dir vorstellen, dass Du anstatt Zeichen z.B. Zahlenkolonnen miteinander vergleichst, wobei die einzelnen Zahlenwerte dann auch wieder eine gewisse Ungenauigkeit aufweisen dürfen. Erst dann macht's Sinn.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Moppi
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    der Roboter sich also nur an Wänden entlang hangelt, sollte ein schwenkbarer(-135...+45°) IR-Abstandssensor mit kurzer Reichweite (Sharp/VL53L0X/VL53L1X) für die Wegfindung reichen
    Ich habe schon fast zwei Hand voll HY-SRF05. An Wänden langhangeln - nicht wirklich. Er soll sich an Hindernissen generell orientieren. Im Grunde so, wie wir das auch tun. Wenn wir die offene Tür sehen, schwenken wir rechts oder links und bewegen uns hindurch. So ein ähnliches Prinzip, nur nicht mit komplexen Bildern, soll es werden. Den Roboter an die Hand nehmen, zu einem Punkt in der Wohnung führen, diesen speichern, dann zu einem andern Punkt in der Wohnung führen, diesen auch speichern. Danach soll er diese beiden Punkte wechselseitig aufsuchen. Können auch mehrere Punkte sein.


    MfG

  10. #10
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    Wenn Du ein wenig Geld ausgeben willst, kannst Du es mit UWB-Baken
    versuchen:
    https://www.decawave.com/product/dwm1000-module/

    Hier gibt's eine Auswertung:

    https://www.ardumower.de/index.php/d...echnologie-uwb




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