Hallo!
Ich möchte eine Entfernungsmessung realisieren, welche im Auto eingebaut
wird und die Entfernung zum Vorderauto misst. Das ganze soll mittels
einem Experimentierboards getestet werden (Arduino Mega 2560).
Das ganze soll den Sicherheitsabstand auch auf der Autobahn, also ca.
bis 150-200m mit einer bescheidenen Genauigkeit (+-1m wäre durchaus kein
Problem) messen.
Welche Messmethode würdet ihr mir Vorschlagen? Ich dachte bis jetzt
hauptsächlich auf Lasermessungen. Ist soetwas selbst realisierbar? Eine
Laufzeitmessung wäre mit dem Arduino ja kein Problem. Aber ist es
möglich mittels läser eine zuverlässige Messung kontinuierlich
durchzuführen?
Ich dachte an eine kontinuierliche drehbewegung des Laser um wenige grad
nach rechts und links um bei leichten Kurven ein Auto zu erkennen.
Könnt ihr mir ein paar Tips dazugeben?
Vielen Dank!
Ich würde mal behaupten, dass es illegal ist, Laser auf sein Auto zu
schrauben, da (unter sehr blöden Umständen) jemand davon geblendet
werden könnte und (unter noch blöderen Umständen) ein Unfall dadurch
verursacht wird.
Ich denke Ultraschall ist da dein Freund.
Gruss
TabulaRasa schrieb:> Welche Messmethode würdet ihr mir Vorschlagen? Ich dachte bis jetzt> hauptsächlich auf Lasermessungen. Ist soetwas selbst realisierbar? Eine> Laufzeitmessung wäre mit dem Arduino ja kein Problem.
Ähm.
Hast du schon mal errechnet, wie lange dein Laserstrahl bei 200 Meter
hin und retour unterwegs ist und überlegt wie genau du diese Zeit messen
kannst?
Mach erst mal die Mathe, dann sehen wir weiter. Du darfst die
Lichtgeschwindigkeit ruhig auch mit 300 Millionen Meter pro Sekunde
annähern. Ändert am Ergebnis nicht viel.
>Ich denke Ultraschall ist da dein Freund.
Uiiiiii, Mach mal eine leere Pegelmessung, wieviel Ultraschall schon
einfach so unterwegs ist. Jede Kante in der Stroemung generiert
Ultraschall. Dann das Abrollgeraeusch...
Soweit ich weiss, funktionieren diese Pieper für's Auto hinten auch so?
Gut, die Distanz ist vllt. zu weit für Ultraschall.
Aber Laser würd' ich echt lassen.
TabulaRasa schrieb:> Das ganze soll den Sicherheitsabstand auch auf der Autobahn, also ca.> bis 150-200m mit einer bescheidenen Genauigkeit messen.
Meinst du im Ernst, mit einem Laser ein 200m weit weg fahrendes KFZ
annähernd sicher erfassen zu können? In 200m Meter Entfernung zappelt
schon ein fest montiertes Teil (wie z.B. auf der Schießbahn eine
Zielscheibe im Visier) unglaublich hin- und her... :-o
Sieh dir mal an, wie andere das machen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Notbremsassistent
Mit Radar wird die Differenzgeschwindigkeit erfasst. Wenn der Kollege
vorne gleich schnell fährt wie du, dann ist dv=0. Wenn der vorne bremst,
dann ist die Differenz nicht mehr 0. Je höher die Differenz ist, umso
interessanter wird das mit dem Bremsen...
Ich liess mir die Detail des Radars von BMW in einem Vortrag erlaeutern.
Da sind Jahre Erfahrung in Mikrowellentechnik drin. Da ist nichts mit
mal schnell basteln.
Bei conrad gab's mal ein erschwingliches Dopplerradar, das war aber
glaube ich für automatische Türen gedacht, also wohl eher was für zwei
Meter statt zweihundert :-P
Ich denke mal zwei Kameras links und rechts oben an der
Windschutzscheibe und passende Kantendedektion samt Trigonometrie auf'm
handelsüblichen Laptop sind da eher was zielführendes :-P
kopfkratzer schrieb:> Bei conrad gab's mal ein erschwingliches Dopplerradar, das war aber> glaube ich für automatische Türen gedacht, also wohl eher was für zwei> Meter statt zweihundert :-P
Wenn ich mir so manchen Drängler auf der Autobahn ansehe, könnten 2m ggf
auch reichen ;)
200 Meter ist schon ordentlich viel, da muss man schon genau zielen.
Nochwas schrieb:> Uiiiiii, Mach mal eine leere Pegelmessung, wieviel Ultraschall schon> einfach so unterwegs ist. Jede Kante in der Stroemung generiert> Ultraschall. Dann das Abrollgeraeusch...
Darum moduliert man sowas ja auch... Funktioniert beim Radar und beim
Funk im allgemeinen ja auch. Dort ist auch viel Müll unterwegs, und
trotzdem kriegt man das eigene Signal ganz gut wieder raus.
P. M. schrieb:> 200 Meter ist schon ordentlich viel, da muss man schon genau zielen.>> Nochwas schrieb:>> Uiiiiii, Mach mal eine leere Pegelmessung, wieviel Ultraschall schon>> einfach so unterwegs ist. Jede Kante in der Stroemung generiert>> Ultraschall. Dann das Abrollgeraeusch...>> Darum moduliert man sowas ja auch... Funktioniert beim Radar und beim> Funk im allgemeinen ja auch. Dort ist auch viel Müll unterwegs, und> trotzdem kriegt man das eigene Signal ganz gut wieder raus.
kann ich bestätigen, hab vor Jahren mal nen Versuch mit US am Traktor
gemacht (Schmalspur, 3-Zylinder, luftgekühlt, viel Geschepper in der
Luft, Schalldruck am Montageort gigantisch) da hatt ich die
SRF-irgendwas US-Sensoren ca. 0,5m neben dem Motor montiert, die
lieferten astreine Messwerte.
War aber Nahbereich, wie sich das auf 200m verhält mit dem kleinen
Signalecho ... ???
Dazu kommt dann noch, das sich US recht keulenartig fortpflanzt, also
auch Bäume oder Leitpfosten am Straßenrand werden bei der Strecke ne
Rolle spielen.
1. Für einen Notbremsassistent reicht die Geschwindigkeit allein nicht
aus. Es muss auch eine Information zum Abstand des Objektes her. D.h.
FMCW wäre hier das Mittel der Wahl. CW ist nur für Geschwindgkeiten,
nicht aber für Abstände geeignet. Ein Sende/Empfangsmodul aus einem
Bewegungsmelder kannst du "knicken" zu wenig Sendeleistung für die
Reichweite und keine Abstandsermittlung möglich --> siehe Dopplereffekt
(Continous Wave)
2. Typische leistungsstarke Sender/Empfänger kosten mehrere hundert €.
Ein Sende/Empüfangsmodul (FMCW) für Sicherheitstechnik an fahrbaren
Krananlagen mit einer Reichweite von 10-20m kannst du gern bei der Firma
Innosent erfragen. Die haben auch die richtigen Spielsachen im Angebot.
3. Auswertung: FMCW wird über FFT (Herr Fourier lässt Grüßen)
ausgewertet. D.h. dein µC sollte über eine math. Einheit verfügen und
etwas Speicher und Rechengeschwindigkeit mitbringen. Sonst warnt er erst
vor dem Unfall, wenn die Rettungskräfte dich aus dem Auto schneiden...
Das erinnert mich an den Kollegen der eine FFT auf einem 8Bit PIC mit
128Byte Speicher durchführen wollte :-)
Zurück zum Laser. Das mit dem Blenden bei sichtbarem Licht ist wirklich
ein Problem, ebenso die genaue Ausrichtung.
Um das Ganze mal prinzipiell zu checken ... Es gibt z.B. von Leica auch
fertige Laser-Entfernungsmesser, fast so, wie sie heute beinahe jeder
Handwerker in der Tasche hat, aber eben nur fast.
Die von Leica reichen bis zu 200 Meter weit, entwickeln dabei eine
Messganauigkeit von ca 1 mm und haben eine Schnittstelle, über die man
sie komplett steuern kann. Sowas zusammen mit einem Laptop und ein par
Zeilen Programm wären ja schon mal ein Anfang.
Vlt. kann man ein solches Gerät auf IR-Laser umrüsten? Und hin- und her
schwenken und dann die Messwerte intelligent auswerten? Ich habe vor
Jahren mal einen bei Ebay für'n Apple und ein Ei gekauft, weil das
Display gesprungen war, ansonsten funktioniert der bis heute - man muss
also nicht das Erbe antasten.
Und noch eine Idee: Wenn man mit einem IR-Laser oder einer (oder
mehreren) IR-LEDs einen Blitz aussendet und den nächsten dann, wenn das
"Echo" empfangen wird, erreicht man trotz gigantischer
Lichtgeschwindigkeit durchaus beherrschbare Frequenzen. Ca. 15 MHz bei
10 Meter, 1,5 MHz bei 100 Meter ... (mal ohne Verzögerung in der
Auswertung berechnet) - also ganz so unmöglich sehe ich die (grobe)
Laufzeitmessung eigentlich nicht. Dem Arduino muss man freilich ein par
externe Chips (Counter, Schieberegister usw.) zur Seite stellen, aber
steuern und Anzeigen kann der das schon.
Entsetzt schrieb:> Wie kann eigentlich jemand, der vermutlich von den Grundrechenarten> nicht viel versteht, eine Genauigkeit von 1m auf 200m als bescheiden> bezeichnen...
ich finde es immer wieder schön wenn jemand glaubt, dass er so viel
besser ist als alle anderen und diese versucht lächerlich zu machen.
ich messe bei der arbeit auch auf 100m entfernung mit einer genauigkeit
von 1/100 mm und genauer. aber ich habe nicht vor messgeräte um
€100.000+ zu kaufen (welche natürlich bei bewegung nie funktionieren
würden).
und wenn du genauer lesen würdest, was ich mir sicher bin, dass du das
kannst wenn du willst würdest du erkennen das ich von einer bescheidenen
genauigkeit gesprochen habe und nebenbei bemerkt, dass 1m überhaupt kein
Problem wäre, größere ungenauigkeiten auch akzeptabel wären!
TabulaRasa schrieb:> Entsetzt schrieb:>> Wie kann eigentlich jemand, der vermutlich von den Grundrechenarten>> nicht viel versteht, eine Genauigkeit von 1m auf 200m als bescheiden>> bezeichnen...>> ich finde es immer wieder schön wenn jemand glaubt, dass er so viel> besser ist als alle anderen und diese versucht lächerlich zu machen.
Hast du deine Mathe schon gemacht?
Wie genau muss dein Arduino eine Zeitspanne messen können?
Wie lang ist diese Zeitspanne?
Mach mal die Mathe. Und dann sehen wir weiter.
> ich messe bei der arbeit auch auf 100m entfernung mit einer genauigkeit> von 1/100 mm und genauer.
Dieses Messgerät wurde aber auch von Leuten gebaut, die wissen was sie
tun.
(Banal gesagt. Und jezt mach endlich mal die Mathe!)
> das ich von einer bescheidenen genauigkeit gesprochen habe
Verflucht!
Mach endlich mal die Mathe!
Vielleicht dämmert es dir dann, dass du Zeiten im Bereich von
Milliardstel(!) Sekunden nicht mehr so einfach messen kannst. Zumindest
nicht mit einem Arduino.
Frank schrieb:> Vlt. kann man ein solches Gerät auf IR-Laser umrüsten?
Bitte, bitte nicht! Das Gefahrenpotential für die Augen ist einfach zu
gross, wenn man nicht über wirklich professionelle Ausrüstung und
Ausbildung verfügt. Es geht mir nicht um eine Angst-Mentalität, aber wer
gefährliches Zeug bastelt, soll damit niemals (!) in der Öffentlichkeit
herumspielen. Raketenbastler, Schützen oder Modellflieger gehen ihrem
Hobby ja auch nur auf abgesperrten Plätzen nach, selbst wenn die
Dinger 1000 erfolgreich funktioniert haben. Genau so hat eine
Laserbastelei nie etwas in der Öffentlichkeit verloren.
Der Laser Entfernungsmesser macht einen Fleck. Dieser Fleck sollte bei
200m am Vordermann kleben, wird er aber nicht, Vibrationen, Spurwechsel,
. Nun koennte man noch eine Videotracking Einheit anschnallen, die den
Laser positionsmaessig nachfeahrt...
Nehmen wir mal an, der Laser klebt mehr oder weniger am Vordermann. Ein
kleiner Schwenker am Lenkrad und der Laser misst die Leitplanke daneben.
Der Computer detektiert einen Stau, Und der Wagen geht voll auf die
Bremse. Unguenstig.
Karl Heinz Buchegger schrieb:> Vielleicht dämmert es dir dann, dass du Zeiten im Bereich von> Milliardstel(!) Sekunden nicht mehr so einfach messen kannst.
Die Lichtlaufzeit ist eigentlich schnarchlangsam:
299792458 m/s
sind
299792,458 m/ms
sind
299,792458 m/us
sind
0,3m/ns => 3,33ns/m
Wenn ich also ein CPLD mit 300MHz takte, dann kann ich schon mal auf
0,3m auflösen. Die tatsächliche Genauigkeit hängt dann natürlich
noch von der Restschaltung ab.
Bei Laser (und allen anderen optischen Ansätzen) sehe ich aber noch das
Problem mit der Verschmutzung...
TabulaRasa schrieb:> ich messe bei der arbeit auch auf 100m entfernung mit einer genauigkeit> von 1/100 mm und genauer.
Aber nicht mit Lichtlaufzeit, oder?
@TabulaRasa
Erstaunlich, dass du dich mit dem einzigen unsinnigen Post so
detailliert und agressiv auseinandersetzt, aber zu den anderen
Anregungen keine Silbe verlierst. Das hier ist DEIN Thread. Den hast
vorrangig du selber zu moderieren, so wie eine von DIR einberufene
Besprechung z.B...
wenn mit Laser, dann mit sichtbarem Licht als Flächenlaser horizontal
zur Fahrbahn, etwas tiefer und Kamera in überhöhter Position und Filter
davor.
Dann könnte man per Sobel Kanten errechnen und Bewegungsvektoren der
Kanten ermitteln. Gleichzeitig die eigene Geschwindigkeit mit
berücksichtigt und bei gutem Wetter könnte das funktionieren. (ja, hab
sowas ähnliches mal gemacht, Kantenerkennung per Sobel auf AVR mit
externem EDO-RAM, ging bei mir mit 2 Frames/s 2-Bit-grau-weiß-Bild)
Regen, Nebel, Staub etc. setzen die Geschichte aber Schachmatt.
Es ist nicht so, dass ein IR-Laser die Augen nicht schädigt. Er mag
vielleicht nicht so leicht Unfälle verursachen, weil man die Blendung
nicht sieht, aber das Risiko einer Augenschädigung besteht auch da.
Ich betrachte das mal statistisch:
Angenommen, dem Gerät gelingt es tatsächlich, den Laser in 50% der Zeit
auf dem vorausfahrenden Auto zu halten. Dann wird der Laser irgendwo auf
die von hinten sichtbare Fläche zeigen. So ein Auto ist knapp 200cm
breit und etwa 150cm hoch, macht eine Heckansichtsfläche von 30000cm².
Die Augen im Rückspiegel nehmen davon etwa 1cm² ein. Also trifft der
Laserstral in 1/30000 der Zeit in ein Auge des vorausfahrenden Fahrers.
Das klingt erst mal wenig, aber in 1 Stunde sind es schon 0,12s, und
wenn man Täglich 2 Stunden unterwegs ist, hat man nach 1 Woche schon
insgesamt über 1 Sekunde in anderer Leute Augen herum gestrahlt.
Infrarot ist schon mal gut, aber man braucht keinen Laser, um einen
Messbaren IR-Lichtfleck auf dem vorausfahrenden Auto zu projizieren.
Einige AVRs haben übrigens einen 64MHz PLL, mit dem der Zähler getaktet
werden kann. Macht theoretische 2,344m.
Wenn da nicht das Problem mit möglicherweise schlechter Sicht wäre,
würde ich kopfkratzers Idee mit den Kameras vorziehen.
Hmm,
vielleicht sollte er mal nachlesen was es alles für Möglichkeiten gibt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Entfernungsmessung
Cool wäre ja wenn er "billige Chinesen" mit'm Meterband losschickt
lapalomapfeif
Hab gerade mal nach dem Dopplermodul GH100 geschaut. Das arbeitet bei
10,5GHz und kann zumindest feststellen ob etwas wie schnell auf einen
zukommt. Es hat aber nur ne Reichweite von ca 20 m, es bleiben einem
also wenn plötzlich ne Wand vor einem steht nur 0,25 Sekunden zum
reagieren, im ungünstigsten Fall. aber meistens fährt der vor einem ja
noch und man fährt ja auch nicht immer so schnell, bleibt also etwas
mehr Zeit. Vielleicht kann man ja durch bessere Antennen die
Richtwirkung und damit die Reichweite noch etwas erhöhen.
Philipp K. schrieb:> Angenommen, dem Gerät gelingt es tatsächlich, den Laser in 50% der Zeit> auf dem vorausfahrenden Auto zu halten.
Schon diese Annahme ist falsch.
Das wird nicht gelingen: auf 200m sind 2m gerade mal 0,57°.
Und jede noch so kleine Bodenwelle oder Fahrbahnkrümmung ist da
größer...
Eine aktive Nachführung macht das nicht besser, denn was, wenn die in
einer Kurve auf einmal den Überholenden/Überholten erfasst, und
fürderhin den verfolgt?
Lothar Miller schrieb:> Erstaunlich, dass du dich mit dem einzigen unsinnigen Post so> detailliert und agressiv auseinandersetzt, aber zu den anderen> Anregungen keine Silbe verlierst. Das hier ist DEIN Thread. Den hast> vorrangig du selber zu moderieren, so wie eine von DIR einberufene> Besprechung z.B...
Tut mir leid, du hast recht. die anderen kommentare sind sehr gut und
ich bin noch dabei zu schauen in welche richtung ich jetzt weiter gehe,
deswegen bin ich noch nicht weiter darauf eingegangen. nur diese eine
antwort hat mich leider zum rasen gebracht weil ich solche kommentare
immer wieder lese und bei meiner eigenen frage jetzt nicht die ruhe
gehabt habe das einfach zu ignorieren. sry
und ja: die messung von der ich gesprochen habe läuft auch mittels
laser..
TabulaRasa schrieb:> und ja: die messung von der ich gesprochen habe läuft auch mittels> laser..
Du hast es immer noch nicht.
Laser ist nicht gleich Laufzeitmessung!
Es gibt auch noch andere Dinge, die man machen kann. Zb Triangulierung.
Laserentfernungsmesser sind ein alter Hut. Die gabs vor 20 Jahren auch
schon. Aber sie basierten nicht auf Laufzeitmessung.
(Und das du Laufzeitmessung auch nur in Erwägung ziehst zeigt, dass du
da ziemlich naiv und blauäugig an die Sache rangehst)
TabulaRasa schrieb:> und ja: die messung von der ich gesprochen habe läuft auch mittels> laser..
Das ist aber vermutlich ein (relatives) Phasendifferenz- oder
Phasenverschiebungsmessverfahren. Anders dürftest du die Genauigkeit
(immerhin im 10um Bereich) nicht hinbekommen...
gerade Infrarot- und UV-laser würde ich vermeiden,
der Lidschlussreflex hab ich mal gelesen wäre da nicht so schnell,
könnte
dann Augenschäden hervorrufen.
Generell ist das Herumlasern alles Andere als ne spaßige Geschichte und
kann schnell buchstäblich ins Auge gehen.
