Ultraschall Sensoren gleichzeitig

Soeren schrieb:
> Stören sich auch Ultraschall Sensoren im Winkel von jeweils 90°,
> die gleichzeitig eine Distanzmessung durchführen oder habt ihr
> bessere Alternativen?

Hörst du die Musik auch aus einem Lautsprecher, wenn er um 90° verdreht 
dasteht? Und wenn du vier davon hast und aus jedem kommt ein anderes 
Musikstück, stört dich das dann?

Sorry für den Vergleich, aber der kommt schon etwa hin...

Ich würde es so machen, daß ich die Sensoren nacheinander ansteuere. 
Erst, wenn das Echo eines Sensors eingetroffen (und erkannt) ist, kommt 
der nächste Sensor dran. Und so weiter, bis alle durch sind.

Bei Ultraschallsensoren ist eine Messung so kurz dass du die vier 
Messungen leicht nacheinander abarbeiten kannst. Du wirst den 
Unterschied nicht mal merken. Zumal das Fahrzeug im Vergleich dazu 
extrem langsam fährt

Wie hoch sollte man den Timeout denn stellen?

Hi, Soeren,

wegen der Langsamkeit des Schalls gefällt mir die Lösung, mit der die 
Briten anfliegende Nazis geortet haben:
1. Sender sendet omnidirektional.
2. Für den Empfang diente eine Peilantenne. Die Operateuse peilte dann.

Übertragung auf Deine Aufgabe:
1. Nur ein Transducer zum Senden, aber auf einer Stelle, die über dem 
Roboter thront wie eine Radarantenne über seinem Schiff. Für die 
Abdeckung des vollen Azimuts kann der Transducer nach oben gegen einen 
Kegel strahlen.
2. Mehrere Transducer, die nur empfangen. Für den alleinigen Empfang 
reichen vielleicht auch billige Elektret-Mikrofone.
3. Wenn Dir deren Richtwirkung ausreicht, gut.
4. Falls nicht, könntest Du mit benachbarten Empfängern peilen.

Willst Du höhere Reichweite, dann werte nicht nur die Ampltude des 
empfangenen Signals aus, wie es die billigen Ultraschall-Detektoren tun.
Sondern mische das Empfangssignal mit dem Sendesignal in den 
Videobereich.

Also, auf den Punkt gebracht:
a) Ein einziger Sender, der omnidirektional sendet, verhindert 
gegenseitig Störungen der einen Sendetransducer auf andere Empfänger.
b) Benachbarte Empfänger eroffnen die Peilung der Antworten.

Ciao
Wolfgang Horn

Wolfgang H. schrieb:
> 1. Nur ein Transducer zum Senden, aber auf einer Stelle, die über dem
> Roboter thront wie eine Radarantenne über seinem Schiff. Für die
> Abdeckung des vollen Azimuts kann der Transducer nach oben gegen einen
> Kegel strahlen.

Der Unterschied zwischen einer Radarantenne und einem Kegel ist, dass 
die Antenne die Energie gebündelt immer genau in eine Richtung 
abstrahlt, während ein Kegel sie geleichmäßig auf alle Richtungen 
verteilen würde.

Meinst du, dass der Vorschlag mit dem Kegel wirklich gut für die 
Reichweite ist? Guck dir mal die Radargleichung an. Dort steht u.a. der 
Gewinn der Sendeantenne drin.

Wolfgang H. schrieb:
> a) Ein einziger Sender, der omnidirektional sendet, verhindert
> gegenseitig Störungen der einen Sendetransducer auf andere Empfänger.

Mit Zeitmultiplex der Abtastrichtung erreicht man das gleiche, ohne den 
Verlust der Reichweite.

Zur Steigerung der Winkelauflösung läßt sich eine Parabolantenne 
einsetzen, so man dann Zeit zum Scannen hat.
http://www.mikrocontroller.com/jufo/kapitel3_5.htm

Stefan schrieb:
> Bei Ultraschallsensoren ist eine Messung so kurz dass du die vier
> Messungen leicht nacheinander abarbeiten kannst. Du wirst den
> Unterschied nicht mal merken. Zumal das Fahrzeug im Vergleich dazu
> extrem langsam fährt

Klingt nach Ahnung, so ganz ohne Vorgaben oder Berechnungsgrundlagen 
deinerseits ist das aber ohne Aussagekraft. Einfach mal so unverbindlich 
dahergeschätzt.

Genau, W.A.,

> Wolfgang H. schrieb:
>> 1. Nur ein Transducer zum Senden, aber auf einer Stelle, die über dem
>> Roboter thront wie eine Radarantenne über seinem Schiff. Für die
>> Abdeckung des vollen Azimuts kann der Transducer nach oben gegen einen
>> Kegel strahlen.
>
> Der Unterschied zwischen einer Radarantenne und einem Kegel ist, dass
> die Antenne die Energie gebündelt immer genau in eine Richtung
> abstrahlt, während ein Kegel sie geleichmäßig auf alle Richtungen
> verteilen würde.
...
> Zur Steigerung der Winkelauflösung läßt sich eine Parabolantenne
> einsetzen,
Klar.

Aber: Angenommen sei dies Szenario:
a) Ein Laborraum mit noch zu definierenden, aber rechteckigen, Ausmaßen, 
Labofausstattung mit hier und da runden Möbeln und mit noch zu 
definierender Wahrscheinlichkeit mit Flächen, die akustisch einem 
Winkelreflektor für Radarstrahlen gleichen.
b) Ein Roboter mit einer noch zu definierenden Fahrgeschwindigkeit.
c) Einer minimalen Entdeckungswahrscheinlichkeit für Ziele mit 
definiertem Rückstrahlquerschnitt und eigener Bewerung, die rechtzeitig 
detektiert sein müssen, damit eine Kollision noch vermieden werden kann.
d) Eine Falschalarmrate infolge fremder Störquellen.
e) Einer maximalen Anzahl, wie oft der Roboter aus Irrtum aus Irrtum 
stoppen darf.
f) Ach ja: Äquivalente Strahlungsleistung und minimale Empfangsleistung 
für eine Detektion.

Die Frage "umlaufender Transducer oder Flutung mit Peilsensoren - was 
ist besser?" ließe sich nun durch Simulation berechnen, kostet nur 
Aufwand und Zeit. Sicher gibt es dafür schon Beispiele. Der von Dir 
zitierte Holger Buß hatte sich die Aufgabe anders gestellt.

Meine Betrachtungen zum Vergleich:
1. Ein wie eine Radarantenne umlaufender Ultraschall-Transducer bräuchte 
lange für einen Umlauf. Die Radarantenne läuft mit einer 
Winkelgeschwindigkeit um, in der jedes Target pro Keulenbreite etwa 5 
Hits bekommt. Sie muß pro Keulenbreite fünf mal waren, bis sich die 
Welle bis zur größten vorgesehenen Reichweite ausgebreitet hat - und ein 
Echo von dort zurück gekommen ist.

2. Was ich mir für einen Einbruchsmelder noch vorstellen könnte, das 
geht mit einem Roboter so wenig, wie der sich ja auch noch bewegen soll. 
Täte er das schrittweise, dann nur ein Schritt pro vollem 
Antennenumlauf.

3. Die Lösung "Flutung mit Peilung" hätte den ganzen Raum mit nur fünf 
"Pings" vollständig abgedeckt. Wenn die Berufsgenossenschaft den 
Lärmpegel erlaubt...

> Meinst du, dass der Vorschlag mit dem Kegel wirklich gut für die
> Reichweite ist?
War das gerade eine wachsweiche Formulierung im aktuellen 
Gutmenschen-Geschwätz ;-)? Im Geschwätz derjenigen, die Harmonie suchen 
und ja alles vermeiden, was den Streitpartner bewegen könnte, in der 
360°-Befragung dem Frager weniger als 100 von 100 Punkten zu geben? ... 
und der es egal ist, wieviel die Arbeitszeit kostet, die dafür 
verschwendet wird.

Mit mir kannst Du Klartext reden und Zeit sparen. Ich unterstehe keiner 
Personalabteilung, die aus einem Defizit zur maximal möglichen 
Punktszahl einen Grund ableitet, den laufenden Zeitvertrag nicht zu 
verlängern.
Keine Sorge, ich verteile weder 100 Punkte, noch weniger, sondern will 
voran kommen. Und dafür kostet mir das 360°-Geschwurbel der Personaler 
viel zu viel Zeit. (Firmen nehmen die Verluste an Arbeitszeit wohl gern 
in kauf, weil sie sonst überhaupt nicht mehr wüßten, wie schlecht es um 
sie steht.)

Wieder zur Sache. Natürlich ist die Flutung der ganzen Umgebung mit 
Ultraschall entsetzlich schlecht für die Reichweite. Dessen dürfte sich 
klar sein, wer die Situation in seiner Vorstellung simulieren kann.
Besser wäre natürlich die Lösung, die SICK für fahrerlose 
Transportfahrzeuge entwickelt hat und verkauft: Ein LASER-Radar mit 
umlaufender Optik, allerdings knapp über dem Fußboden montiert und nur 
den vorderen Sektor absuchend. Mittlerweile bieten das viele an. (Ja, 
wahrscheinlich hat das schon jemand vor SICK gebaut.)

Du erwähnst die Radargleichung. Klar. Die Radarkette der Briten damals 
arbeitete auch etwa im 10m-Band.

>> a) Ein einziger Sender, der omnidirektional sendet, verhindert
>> gegenseitig Störungen der einen Sendetransducer auf andere Empfänger.
>
> Mit Zeitmultiplex der Abtastrichtung erreicht man das gleiche, ohne den
> Verlust der Reichweite.
Wenn Du mit "Zeitmultiplex" den langsamen Umlauf meinst - ja.
Dabei spielt es keine Rolle, ob ein Transducer auf einem Rotor umläuft 
oder ob so viele Transducer vorhanden sind, wie Halbwertsbreiten 
abzudecken sind.
Aber bei der Lösung "Multi-Transducer" verursacht jeder Falschmeldungen 
in vielen anderen.


Also - Danke für Deinen Beitrag und Deine Geduld für die Ausführlichkeit 
der Antwort.
Unser Disput könnte erst geklärt werden, wenn sich jemand hinsetzt, eine 
Simulation zu programmieren und die rechnen zu lassen.
Mein Interesse ist für die Arbeit aber zu gering.


Ciao
Wolfgang Horn

Schwätzer ^3

Holger schrieb:
> Schwätzer ^3

Holger, Deine Verachtung ist absolut falsch. Komplizierte Probleme 
können nicht mit dem 3-Zeiler beschrieben werden, der einen Dummkopf 
nicht überfordert.
Die gibt es hier eigentlich auch nicht.
Aber Danke für Dein abschreckendes Beispiel.

Ciao
Wolfgang Horn

Ja, Oh D.,

schrieb im Beitrag #4534954:
> Wenn man Breitband-, dh nichtresonante, Ultraschalltransducer
> verwendet, kann man verschiedene gleichzeitige Messungen voneinander
> trennen,

Klar, Frequenzmultiplex. Pölaroid-Transducer wären dazu die erste Wahl.
Der Sender ließe sich mit je einem AtTiny und dessen Zähler realisieren. 
Auf der Empfangsseite bräuchte es aber jedesmal schon den Aufwand von 
Vorstufenfilter und Superhet-Empfänger.

Die Radartechnik hat viele Angebote, aus denen man noch mehr schöpfen 
könnte. Aber kann man das jemandem zumuten, der nur zu einzelnen 
Schmähworten fähig ist?

Ciao
Wolfgang Horn

Wolfgang H. schrieb:
> Aber kann man das jemandem zumuten, der nur zu einzelnen
> Schmähworten fähig ist?

Ich dachte, hier geht es darum, dem TO eine passende Antwort zu geben 
und nicht, irgendwelchen Querschlägern Paroli zu bieten. Die ignoriert 
man einfach und versucht weiter dem TO zu helfen...

Im Datenblatt der Sensoren ist der Sende/Empfangskegel abgebildet.
Wenn die Sensoren von Hinten/Seite  nicht abgeschirmt sind hat man nur 
einen sauberen Empfang , wenn der SendeZeitabstand der 4 Sensoren groß 
genug ist.
Die Sensoren müssen direkt auf der Platine sitzen und am runden Rand mit 
Silikon abdichten, dann irritieren sie sich nicht gegenseitig.