exakte entfernungsmessung

OP #3806832
Lesenswert?

Hallo

Ich brauche einen Sensor mit dem ich Entfernungen präzise messen kann 
(~15cm bis 4m), also sowohl einen genauen Wert als auch möglichst gerade 
(ohne Streuung). Zuerst dachte ich an Laser/Radar Sensoren allerdings 
habe ich keine annähernd passenden Sensoren gefunden. Gibt es solche 
Sensoren und welche alternativen gibt es?

Freundliche Grüße
Johannes
Gast #3806883
Lesenswert?

Was ist "präzise"? 1mm oder 1cm oder 1m?

Für 1cm Genauigkeit sollten sollten die Ultraschall-Module für wenige 
Euronen reichen, die hier im Tutorial beschrieben sind (unter 10cm 
Entfernung wurde es damit aber auch schwierig), halbwegs glatte 
Reflexionsfläche vorausfesetzt.

Gruß
Gast #3807139
Lesenswert?

npn schrieb:
> Müßten sich doch eignen, oder?

Nicht für 4m (selbst die angeblichen 3m-Versionen liefern ab 1.5m grobe 
Schätzungen, die im Rauschen untergehen; ab 2m dann nur noch Unfug), 
streut mehr als Laser und ist nicht annähernd das, was OP wahrscheinlich 
mit 'genau' meinte.

Ich würde mal bei Leuze und Sick nachsehen.
Gast #3807452
Lesenswert?

Johannes Brückl schrieb:
> Gibt es solche Sensoren und welche alternativen gibt es?
Hast du schon mal an einen Gliedermeßstab oder ein Rollbandmaß gedacht. 
Vielleicht entspricht das bereits deiner Vorstellung von "präzise" - 
wobei, wenn ich es recht bedenkte, ein Gliedermeßstab von 4m Länge wohl 
eher auf eine Sonderanfertigung hinaus laufen würde.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #3808041
Lesenswert?

npn schrieb:
> Die GP2D oder GP2Y, ich glaube von Sharp waren die. Müßten sich doch
> eignen, oder?
Eher nicht...
Laut DB: Effective Range: 10 to 80 cm

Ulrich H. schrieb:
> Interferrometern
Das hat jetzt aber nichts mit "Eisen" zu tun, sondern mit 
"Interferenzen" und schreibt sich daher auch nur mit 1 'r' in der 
Mitte...

Udo Schmitt schrieb:
> http://www.pepperl-fuchs.de/germany/de/10428.htm
1
Messbereich  0,2 ... 15 m

Stellt sich also die Frage nach der eigentlichen Messaufgabe. Also 
einfach warum und wofür in welcher Genauigkeit und wie schnell 
da was gemessen werden soll. Netiquette halt...
OP #3809238
Lesenswert?

Entschuldigung für die mangelhaften Angaben, es geht darum die Position 
von Objekten relativ zu einem stehenden Roboter zu messen, also wäre 
eine Genauigkeit von 1cm ausreichend und wirklich schnell muss es auch 
nicht sein. Allerdings sollte er einen möglichst kleinen Streukegel 
haben da ich die Richtung und Entfernung des Objekts brauche um auf die 
Position zurückzurechnen. Preislich wäre die Obergrenze ca 100 Euro.

Amateur schrieb:
> Radar und US bilden nach kurzer Strecke eine Fläche (Keule). Laser
> bleibt relativ Punktförmig.
Ist Radar nicht genauso wie Laser eine elektromagnetische Welle und hat 
somit sehr ähnliche eigenschaften? Außerdem weis ich dass im 
Industriebereich Radarfüllstandsmesser eine sehr geringe Streung haben.

Mit freundlichen Grüßen
Johannes
Gast #3809322
Lesenswert?

Deine Angaben sind leider immer noch nicht sonderlich genau, da nicht 
klar ist, in welcher Umgebung sich der Roboter bewegt.

Ggf. koennte ein Ansatz mit 2 verschiedenen Sensoren, einer fuer 
Distanzen unter 1m und einer fuer 1-4m zielfuehrender sein. Je nach 
struktur der Objekte (z.B. ebene Flaechen) ginge z.B. strukturiertes 
Licht. Damit bekommst Du Entfernung und Orientierung auf einmal.
Gast #3809350
Lesenswert?

Johannes Brückl schrieb:
> Allerdings sollte er einen möglichst kleinen Streukegel
> haben da ich die Richtung und Entfernung des Objekts brauche um auf die
> Position zurückzurechnen. Preislich wäre die Obergrenze ca 100 Euro.



Mit dem Budget wirst Du leider nicht weit kommen.

Ich würde mal einen Vertreter der einschlägigen Sensorhersteller 
einladen dann kann auch der Sensor vor Ort mal ausprobiert werden.
#3809535
Lesenswert?

Bei nur 1 cm geforderter Genauigkeit und dem knappen Budget könnte 
Ultraschall doch in Frage kommen. Es gibt halt den einen Öffnungswinkel, 
abhängig vom Sender / Empfänger. Der ist aber nicht fest, sondern kann 
durch die Umgebung ("Optik") auch etwas verringert werden. Ganz so eng 
begrenzt wie mit dem Laser wird es aber nicht.

Radar ist zwar wie Licht elektromagnetische Strahlung, aber die 
Wellenlänge ist viel größer, etwa im Bereich von den Ultraschall 
Sensoren. Entsprechend ist auch die Bündelung ähnlich schlecht, nämlich 
durch die Beugung begrenzt.

Möglich wäre eventuell noch eine Optische Auswertung über ein 
Lichtmuster (ggf. Laserpunkte oder auch Projektion einen Rasters) und 
eine Kamera. Als fertiges System ist das aber wohl teurer.
Gast #4624314
Lesenswert?

David G. schrieb:
> Naja mit etwas technischem Verständis können 100€ durchaus ausreichen.
> So ein DFB-Laser: http://nanoplus.com/en/products/top-wavelengths/ ,
> zumindest die Dioden schwanken tatsächlich zwischen 3 und 70 Dollar.
> Unglaublich was da Preisunterschiede herschen.
>
> lg

und unglaublich wie lange nix in der Zeit zwischen dem letzten Beitrag 
und Deinem geschrieben wurde...

iaW: 1,75 Jahre zu spät, der Thread niachtlt schon

MiWi
Gast #4624393
Lesenswert?

Hatte während meines Studiums eine sehr ähnliche Aufgabe. Wir benutzten 
damals einen Ultraschallsensor und liessen den Roboter rotieren. Anhand 
vom Winkel des Roboters, der Distanzmessungen und des mehr oder weniger 
bekannten Streuwinkels des Ultraschallsensors waren wir in der Lage die 
Position des Gegners (Roboterkampf) abzuschätzen und einen Zielgenauen 
Angriff zu starten. Exakte Angaben über Toleranzen der Position kann ich 
leider keine geben Distanzen waren aber auf einige mm bis 1cm genau.
Gast #4624732
Lesenswert?

Auch wenn der Thread schon etwas älter ist,
für ein paar Anregungen taugt er auf jeden Fall.
Vielleicht wäre es auch eine Möglichkeit, ein billiges 
Discounter-Laser-Entfernungsmessgerät dafür zu zerlegen und dessen 
Innenleben dafür zu verwenden. Die gibt es ab und zu für ca. 40 - 50€.
Ob und wie man da die Daten auslesen kann, kann ich aber nicht sagen.
Gast #4624928
Lesenswert?

Johannes B. schrieb:
> Ist Radar nicht genauso wie Laser eine elektromagnetische Welle und hat
> somit sehr ähnliche eigenschaften?

Schon - nur die Wellenlängen unterscheidet sich größenordnungsmäßig um 
einen Faktor 50000. Entsprechend anders sind die Antennenabmessungen für 
eine gleich breite Richtcharakteristik.
Gast #4624942
Lesenswert?

Eine einfache Lösung ist in der Tat mit Ultraschall, ein herkömmlicher 
uC hat schon eine hinreichende Taktung um die Laufzeit des Signals zu 
erfassen, die einfachen HC-SR04 Moduln kosten nicht viel und bieten 
schon einiges an Experimentierspielraum. Und so 
[http://projectsfromtech.blogspot.de/2014/01/i2c-hc-sr04-sonar-module-attiny85-i2c.html] 
kann man leicht 2 oder 3 ins Projekt einfügen und damit Kanten und 
Stufen detektieren.

Radar ist schon eine Größenordnung aufwendiger und lohnt sich eigentlich 
nur wenn die Entfernungsmessung schnell erfolgen soll oder die 
Geschwindigkeit des Meßobjektes zu ermitteln ist. 
[http://www.weidmann-elektronik.de/index.php?option=com_content&view=section&layout=blog&id=17&Itemid=21]

Laser ist ebenfalls aufwendig. Die Entfernungsmessung erfolgt optisch 
über Triangulation, die Technik an sich ist nicht so schwierig, 
Lagesensor, Winkelsensor, Laserdiode, Servo, Spiegel und CCD-Zeile aus 
einem Scanner. Ptäzision ist wichtig, deswegen sind die echten 
Laser-Entfernungsmesser auch schön teuer. Was man im Baumarkt bekommt 
ist normal ein Ultraschall-Meßgerät mit einem Laserzielpunkt.

Wenn die Ultraschall-Lösung mit dem fertigen Modul zu simpel und zu 
unflexibel und zu klobig ist - Kombisensoren (also Sender+Empfänger ein 
einem) gibt es auch bereits für kleines Geld. 
[http://www.mikrocontroller.net/articles/Entfernungsmessung_mit_Ultraschall] 
liefert hier ein paar Grundlagen, da ist viel Raum zum Experimentieren. 
(http://home.arcor.de/uffmann/Ultrasonic.html)

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren