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Thema: Allgemeine LIDAR - Frage

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Moppi
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    Allgemeine LIDAR - Frage

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    Hallo,

    vielleicht hat hier schon wer einen LIDAR-Modul eingesetzt und kann etwas mehr zur Datenmenge und Verarbeitung sagen?
    Ich denke über LIDAR nach und frage mich genau diese Dinge: Wie groß sind die Datenmengen, wie schnell müssen die verarbeitet werden, wie findet die Verarbeitung dieser Datenmengen statt?

    Also mal angenommen, ich filtere die Daten auf eine bestimmte Richtung und das LIDAR-Modul wäre unbeweglich an einer Stelle. Dann würde ich doch für diese eine Richtung immer denselben Wert erhalten. Mit zunehmender Bewegungsgeschwindigkeit würde ich mehr unterschiedliche Daten, aus dieser einen Richtung, bekommen. Kann man sich das so vorstellen?

    MfG

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von Defiant
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    Was verstehst du unter LIDAR-Modul? Ein einzelnes Modul was eine Punktmessung vornimmt oder einen kompletten Scanner der Werte für 360° liefert? Ersteres hab ich nie verwendet, wird aber wohl ähnlich zu den typischen IR-Distanzsensoren sein. Für letzteres:
    - Du bekommst für die eingestellte Auflösung einen gegebenen Wert in einer bestimmten Frequenz. Beispiel: Je Winkel ein 16 Bit Wert bei 10Hz sind 7200 Byte pro Sekunde.
    - Ja, die Entfernungsangaben sind üblicherweise immer in derselben Reihenfolge, allerdings ist hier die Hardware auch nicht ganz genau. Der Entfernungswert bei 4,5° z.B. kann mal bei 4° oder 5° erscheinen.
    - Den dritten Punkt verstehe ich nicht. Nehmen wir an du fährst exakt parallel zu einer Wand, dann bleibt die Entfernung zur Wand immer im selben Abstand. Du bekommst also auch immer exakt denselben Entfernungswert, unabhängig von der Geschwindigkeit. Das ist kein theoretisches Problem. Eine homogene Struktur wie z.B. ein Flur stellt die üblichen SLAM-Algorithmen vor große Probleme.

    Aber was hast du denn genau vor? Mit welchem Mikrocontroller willst du z.B. die Daten verarbeiten?

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Wenn Du auch das "Lidar" als rotierenden 2D-Rundumscanner und den "Lidarsensor" als Abstandssensor auf Laser- oder IR-Basis verstehst:

    - RPLidar/YDLidar: Messen je nach Modell zwischen 6 und 20m in cm-Auflösung. Schon 600cm gehen nur in 2 Bytes. Der Auflösungswinkel zwischen 2 Messungen beträgt lt. DB 1°, die Rotationsfrequenz zwischen 2 und 10Hz. Sollte also irgendwo zwischen 1440 und 7200 Bytes/s liegen. In der Regel ist's mit Protokolloverhead und Zusatzinfos mehr. Viel mehr kann's nicht sein, wenn die Teile eine 115kBaud-UART haben.

    LidarLite (Sensor) liegt je nach Version zwischen 70 (V1) und 500 (V3) Hz mit 2 Bytes Abstandsinfo/Messung
    TFMini (Sensor) misst mit 1kHz
    VL53L1X (Sensor) liegt zwischen 20 und 50Hz (parametrierbar)

    Wahrscheinlich zuerst einmal die Frage: Montiert man mehrere Sensoren mit unterschiedlichen Blickrichtungen oder nur einen und lässt den rotieren? Da gibt's meiner Ansicht nach schon die eine oder andere Überraschung: Manche Sensoren bekommen es nicht hin, während der Rotation zu messen. Das TFMini z.B. gab in der Version 1 zwar Werte mit 500Hz aus, schien aber intern wesentlich langsamer zu messen (https://www.roboternetz.de/community...-TF-Mini-LiDAR). Vielleicht ist die neuere Version besser.


    Sicher kann man die Daten etwas auflockern, nur jeden 2. Messwert oder nur Daten aus bestimmten Richtungen nutzen. Man kann auch versuchen, Linien oder Ecken aus einem Rundumscan zu identifizieren

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Moppi
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    Also mit Modul meine ich den Scanner inkl. dem Antriebmotor usw. Also 360° - LIDAR. Ich habe dazu schon ein Video gesehen, da kommen am laufenden Band Daten raus, die man mit einem Arduino o.ä. empfangen kann.
    Slamtec RPLIDAR A1 2D 360 Grad 12 Meter


    Zitat Zitat von Holomino Beitrag anzeigen
    Sicher kann man die Daten etwas auflockern, nur jeden 2. Messwert oder nur Daten aus bestimmten Richtungen nutzen. Man kann auch versuchen, Linien oder Ecken aus einem Rundumscan zu identifizieren
    Das sind die Sachen, die ich für mich durchdenken muss, ob sich die Anschaffung mit ca. 100€ für so ein Modul mit 13x10x8cm Größe lohnt.

    Das Interessante dabei ist, bei den 360° Scannern, dass man sehr schnell ein Rundumbild bekommt. Jedenfalls stelle ich mir das so vor. Ich weiß aber noch nicht, wie ich die Daten verarbeiten will. Dazu muss ich die Daten (Richtungen) filtern, die mich zu einer bestimmten Zeit interessieren. Vorteil sehe ich darin, dass das Teil schon alles macht: drehen, scannen und dann die Daten übermittelt. Nachteil ist die Größe. Mancher kleiner Roboter ist nur so groß, wie der gesamte 360° Scanner. Selbst für mein Chassis wäre der Scanner eigentlich schon viel zu groß.

    Ich habe dann noch ein Tfmini Lidar gefunden ("Die Entfernungsauflösung beträgt 1 cm, die Bildrate 100 Hz, die Immunität gegen Umgebungslicht 70 klux und die zentrale Wellenlänge 850 nm"). Hier ist es eigentlich klar: ich messe eine Richtung, will ich eine andere Richtung, montiere ich das Teil auf einen Motor (Servo), zum drehen.

    - - - Aktualisiert - - -

    Ich denke, die Infos genügen mir für das Erste. Danke!

    MfG
    Geändert von Moppi (10.11.2020 um 15:05 Uhr)

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