Hallo, alle zusammen! :-)
Ich bin Neuling und möchte eine Lagestabilisierung für ein
Kamerahalterungssystem entwerfen.
Ich habe schon bei youtube ein passendes Video gefunden, auf dem gut zu
erkennen ist, wie ich mir das vorstelle. Hier der Link:
http://www.youtube.com/watch?v=7GVXqNLLH7Q&p=2A04BA9D57740486&playnext=1&index=5
(Zu Beginn des Videos werden die Sensoren kurz vorgestellt, ich habe
vor, diese auch zu benutzen)
Dieses Halterungssystem soll auf das Dach eines Autos montiert werden.
Nun ist es jedoch so, dass, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen
Fahrbahn fährt, sich die Kamera auf dem Halterungssystem bewegt und
somit das Bild verwackelt. Räumlich betrachtet kann ja die Kamera um
drei Achsen schwenken und dies gilt es zu korrigieren. Um die Kamera
wieder in ihre Ausgangslage zu bringen, habe ich mir überlegt,
Servomotoren als Aktoren zu verwenden.
Weiterhin muss ich die Lageänderung, die die Kamera auf dem
Halerungssystem erfährt, über Sensoren erfassen. Ich habe bereits im
Forum etwas gestöbert und herausgefunden, dass ich wohl drei
unterschiedliche Sensortypen verwenden muss. Für die räumliche
Betrachtung wären dies: 3-Achsen-Beschleunigungssensor,
3-Achsen-Gyroskop, 3-Achsen-Magnetometer, d.h. pro Achse habe ich drei
Signale. Ich habe im Forum gelesen, dass das Gyroskop dazu verwendet
wird, um schnelle Winkelbeschleuningungen zu erfassen und der
Beschleunigungssensor für langsame Beschleunigungsänderungen. Allerdings
hat das Gyroskop einen Fehler, den sog. Drift (wie kann ich mir das
vorstellen?), um diesen zu beheben, springt das Magnetometer ein.
Als Ausrüstung steht mir ein STK500 Testboard zur Verfügung, das
Programm für den Mikrocontroller möchte ich mit Bascom schreiben.
Ich befinde mich zur Zeit noch in der Einarbeitungsphase, möchte aber
schon einmal ein grobes Vorgehen entwerfen. Meine Fragen beziehen sich
vor allem darauf:
1.) wie ich die Werte der Sensoren einlesen kann und
2.) wie ich die einzelnen drei Werte pro Achse verbinde, da der
jeweilige Motor, der angesteuert werden soll ja nur ein Spannungssignal
bekommen soll.
Hat sich jemand von euch schon einmal mit dem Thema beschäftigt und kann
mir evtl. ein paar Tipps geben? :-)
Viele Grüße sendet Jan :-)
Ich glaube, mit Servos wirst du nie schnell genug sein, um eine unebene
Straße auszuglätten.
Ansonsten, interessant was rauskommt!
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck
jan_o schrieb:> Beschleunigungssensor für langsame Beschleunigungsänderungen. Allerdings> hat das Gyroskop einen Fehler, den sog. Drift (wie kann ich mir das> vorstellen?), um diesen zu beheben, springt das Magnetometer ein.> Als Ausrüstung steht mir ein STK500 Testboard zur Verfügung, das> Programm für den Mikrocontroller möchte ich mit Bascom schreiben.
Ohne Dich beleidigen zu wollen,
ich denke daß dieses Projekt 3 Nummern zu groß für Dich ist. Du hast
massive Probleme im Bereich Sensorik (Erkennen welche Bewegungen Du
tatsächlich hast), Regelungstechnik(Das System muss so schnell
reagieren, daß Du nicht einfach einen P oder PI Regler nehmen kannst)
Programmierung (Das wird mit den notwendigen Regelalgorithmen durchaus
komplex und zeitkritisch, und dann Basic???) und der generellen Mechanik
(Welche Aktoren, Geschwindigkeit, mechanischer Aufbau allgemein)
Selbst ein absoluter Crack hier würde an dem Problem lang arbeiten bis
er (vieleicht) eine zufriedenstellende Lösung gefunden hätte.
Nevertheless:
Zur Bestimmung der Bewegungen würde ich mich mal schlau machen, wie
moderne Kameras den Verwacklungsschutz realisieren. Speziell wie sie ein
Verwackeln erkennen.
Bzgl. der Servos: Ist das für ein Modellauto oder ein echtes Auto? Beim
Modellauto sind die Beschleunigungswerte wahrscheinlich deutlich höher.
Evt nach Piezoaktoren schauen!
Bgl. Basic. Ist halt langsamer als C oder Assembler und braucht mehr
Ressourcen im µC. Du solltest evt. über C nachdenken.
Bzgl. regelungstechnik: Nach dem Motte kriege Spannung von Sensor, gebe
Spannung an Servo kasst Du da wahrscheinlich vergessen. Was weisst Du
über Regelungstechnik?
U.R. Schmitt schrieb:> ich denke daß dieses Projekt 3 Nummern zu groß für Dich ist.
Seh ich auch so
> Bzgl. der Servos: Ist das für ein Modellauto oder ein echtes Auto? Beim> Modellauto sind die Beschleunigungswerte wahrscheinlich deutlich höher.
Das wäre nicht uninteressant zu wissen.
Sieht man doch auch im verlinkten youtube Video: Die Kamera hinkt
deutlich geschätzte 0.2 Sekunden den Bewegungen der Plattform hinterher.
Nur wenn er die Plattform einigermassen langsam dreht, sind die Servos
schnell genug.
Wie auch immer: Das erste Ziel ist eine Inertial Navigation Unit.
Also eine Kombination aus Gyros und Beschleunigungsmessern. magnetische
Feldstärkenmesser kannste dabei getrost vergessen. Die Aktuatoren in
unmittelbarer Nähe werden die Erdmagnetfeldlinien deutlich und spürbar
stören.
Ich habe mal ein Video eines Franzosen gesehen, der hatte eine
Kamerahalterung gebaut die dermassen gut war, dass es so aussah als ob
man selbst aus dem Fenster des Jeeps heraus guckt. (er fuhr langsam
durch extrem unebenes Gelände, die Kamera war stur auf den Fahrweg
gerichtet, egal in welche Richtung der Jeep ging. Nur an der im Bild
manchmal sichtbaren Motorhaube war zu erkennen wie der Karren unterwegs
war.)
Leider habe ich mir nicht gemerkt wer es war.
Zum Thema...: Wie die Kollegen sagten, Servos sind viel zu langsam!
Und die Regelungstechnik in Bascom zu machen, da drück ich dir alle 10
Daumen ...äh 2.
Anselm
Hallo,
also ich kann dir sagen, dass du mit Sicherheit mittels Servos oder
sonstigen Motoren nicht die erforderte Geschwindigkeit erreichen wirst.
Von der Sensorik muss man sich halt ein bisschen auskenne. Stichwort
Kalmanfilter und solche Späße.
Es gibt für Helikopteraufnahmen spezielle Systeme. Im Helikoper
herrschen ja unglaubliche Vibrationen. Das sind im Grunde genommen
Systeme die (wenn überhaupts aufgehängt) mittels Spulen und entsprechend
Magneten blitzschnell in Position gebracht werden. In nur eine Achse ist
das den Fokussiermechanismen aus einem CD/DVD Laufwerk bekannt. Hier
wird nach diesem Prinzip fokussiert. Eine ausreichend schnelle Sensorik
ist natürlich auch von Nöten.
Verstehe nicht warum ihr da so sicher seit das Servos zu langsam sind.
Hochwertige Servos wie sie z.B. in den Modellhelokoptern im Einsatz sind
haben stellzeiten ab 0,05s für 45Grad Drehweg und das bei immerhin noch
30 N/cm.
Schließlich hat das auto auch noch eine Federung und eine große maße so
das ja nicht jede allerkleinste Bodenwelle direkt zum dch gereicht wird
sondern alles ist gedämpft.
mfg
Falo
