Hallo zusammen! Ich hoffe, dass ich in diesem Teil des Forums bei Euch richtig bin. Ein neues Projekt von mir ist ein Saugroboter. Allerdings entsprechen die auf dem Markt befindlichen Geräte nicht meinem Anspruch, so dass ich mir selbst Gedanken gemacht habe, wie ich ein Gerät konstruieren könnte, der ein brauchbares Ergebnis liefert. Die Problematik bei kaufbaren Geräten liegt einfach in der genauen Positionierung. Eine Idee, die mir spontan einfiel: in jeder Raumecke wird einer kleiner 9V Frequenzsender installiert. Jeder Sender hat eine andere Frequenz. Bei einem gewöhnlichen Raum von vier Ecken, würden sich die 4 Frequenzen in der Mitte treffen. Dies wäre ein Ansatz, wie eine genaue Positionierung bestimmt werden könnte. Denn je nachdem, in welche Richtung der Roboter sich bewegt, werden 2 Frequenzen stärker, die anderen schwächer. Hier gerate ich allerdings an meine fachlichen Grenzen. Wie werte ich sinnvollerweise mit einem Rasperry Pi die Frequenzen aus? Wäre über Ratschläge, Tipps und Tricks echt dankbar. LG Steph
Bevor du in diesen Ansatz Arbeit rein steckst... Zuerst mit Antenne und Oszilloskop die Annahme überprüfen, die Stärke würde mit der Nähe zum Sender zunehmen. Wahrscheinlich wird dir danach klar, warum Saugroboter ohne genaue Positionsbestimmung arbeiten.
Nur so als Gedanke, ohne jetzt gerechnet zu haben, wie gut das funktioneren könnte: Wie wär's mit Laufzeiten von akustischen Signalen?
>Laufzeiten von akustischen Signalen?
Eine Fledermaus kann sich alleine durch die Laufzeiten der Echos
orientieren. Erkennt sogar Entfernung und Bewegung von Insekten.
"Einfach" 2 Mikrofone und Deep-Learning auf dem Raspi :-)
Noch einer schrieb: > Eine Fledermaus kann sich alleine durch die Laufzeiten der Echos > orientieren. Erkennt sogar Entfernung und Bewegung von Insekten. Sie kann damit erkennen, wo sie sich befindet? > "Einfach" 2 Mikrofone und Deep-Learning auf dem Raspi :-) Noch einfacher: Mehrere Signalquellen im Raum, die einfach im gleichen Takt eine Sinus-Bake, jede mit einer anderen Frequenz senden. Dann reicht ein Mikro auf dem Rob. Dann per Software filtern und schauen, wie die Signale zeitlich zueinander stehen. Edit: Muss ja auch gar nicht mit Filtern und verschiedenen Frequenzen sein. Man kann statt dessen auch ein geschicktes Timing verwenden.
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Bearbeitet durch User
>Wäre über Ratschläge, Tipps und Tricks echt dankbar.
Findest du doch alles hier im Forum. Deine Idee kommt
ungefähr ein mal pro Monat auf den Tisch. Eine Lösung
wurde bisher nicht gefunden.
> Sie kann damit erkennen, wo sie sich befindet? Wie kann sie 40 km zu ihrer Höhle zurück finden, wenn sie nicht weiss, wo sie sich befindet? > und schauen, wie die Signale zeitlich zueinander stehen. Damit hast du noch nicht die Position. Kann ja ein Möbelstück zwischen Quelle und Mikro stehen. Du empfängst nur das verzögerte Echo der Wand.
Nimm einen Eimer Farbe und mal eine lange Linie durch die Wohnung. Die kann er dann abfahren. Falls du eine Fußbodenheizung hast, kannst du auch einen Magnet ranhängen, dann fährt er die Rohre ab. https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Underfloor_heating_pipes.jpg Deine Bastelei mit Sendern ist Schrott. Auf so kurze Entfernungen ändern sich die Felder nur unwesentlich. Nichts was man am RPi leicht messen kann. Falls du das aber wirklich weiter verfolgen willst, mach es wie GPS: Die Sender senden eine Zeit mit.
> Eine Lösung wurde bisher nicht gefunden.
Aber sicher doch! Die gefundene Lösung wird Putzfrau genannt.
Es wird zwar noch darüber diskutiert, ob diese Lösung mit
Darwinistischer Evolution oder Intelligent Design gefunden wurde. Es
gilt aber als bewiesen -- mindestens eine Lösung des Problems existiert.
Dyson 360 Eye (http://www.dyson.co.uk/mobile/vacuums/robot/360-eye-robot.aspx) hat eine Kamera und nutzt SLAM (Simultaneous Localisation and Mapping) als Teil des Computer Vision Algorithmus.
Horst schrieb: > Deine Bastelei mit Sendern ist Schrott. Auf so kurze Entfernungen ändern > sich die Felder nur unwesentlich. Nichts was man am RPi leicht messen > kann. Was? Die ändern sich schon. Und zwar stark. Wenn WLAN verwendet wird, haben wir eine Wellenlänge so 12,5cm. Bis 4 Lambda sind wir im Nahfeld, darüber schon im Fernfeld. THEORETISCH ginge das also sehr schön. Praktisch kann man sagen: Das hilft alles aber nicht, man bekommt überall Reflexionen und Überlagerungen, und Möbelstücke im Raum dämpfen das Signal, Der Nachbar hat auch ein WLAN, und so weiter. Der reine RSSI-Wert ist kein gutes Maß für eine genaue Positionierung. Es GIBT Lösungen für Indoor-Navigation, aber mehr als 1-3m Genauigkeit erreicht man damit kaum, und das ist für deinen Saugroboter untauglich. Und selbst das ist vile, viel komplizierter als du glaubst. Ich war mal bei Messungen zu dem Thema dabei, und die sind an Reflexionen gescheitert. In deiner richtigen, dafür konstruierten Schirmkabine. Wenn das da schon nicht klappt, dann viel Spass in deinem Wohnzimmer. Und dabei ist über die ungenaue Richtcharakteristik von handelsüblichen WLAN-Modulen noch nichts gesagt. Selbiges gilt selbstverständlich für Akustische Systeme. Auch da - überall Reflexionen, Dämpfung und so weiter. Ein Eigenbau muss also einen möglichst einfachen Ansatz verfolgen.
Stephan B. schrieb: > Allerdings entsprechen die auf dem Markt befindlichen Geräte nicht meinem Anspruch. Du mußt deine Ansprüche zurückschrauben. Ich glaube nicht, daß ein roboterman1980 Firmen und Forschungsinstitute, die an dem Thema seit Jahren arbeiten das Wasser reichen kann. Leider gibt es einen Unterschied zwischen Theorie und Praxis und daran wirst du leider letztendlich scheitern. Ergo: Ansprüche zurückschrauben oder konventionell saugen.
Noch einer schrieb: > Eine Fledermaus kann sich alleine durch die Laufzeiten der Echos > orientieren. Erkennt sogar Entfernung und Bewegung von Insekten. Die Rechenleistung einer Fledermaus ist allerdings um etliche Größenordnungen der eines Raspberry Pi überlegen.
Noch einer schrieb: >> Sie kann damit erkennen, wo sie sich befindet? > > Wie kann sie 40 km zu ihrer Höhle zurück finden, wenn sie nicht weiss, > wo sie sich befindet? Ja schon. Aber das hat ja nichts direkt mit den Laufzeiten der Echos zu tun sondern damit, dass das Tier damit sehen kann und dass das Tier eine Karte im Kopf hat und weiß, wo sie ist, weil sie weiß, wie sie da hin gekommen ist. Findet eine Fledermaus zurück, wenn ich sie in einen Sack stecke und 40km in zufälliger Richtung wieder aussetze? Noch einer schrieb: > Damit hast du noch nicht die Position. Kann ja ein Möbelstück zwischen > Quelle und Mikro stehen. Du empfängst nur das verzögerte Echo der Wand. Alles ein Frage der Anzahl der Signalquellen. Und dann Stichwort Monte-Carlo-Lokalisation.
Wenn der Roboter nur vorwaerts und rueckwaerts faehrt, hat Mann das Problem um eine Dimension reduziert.
Erst mal vielen Dank für die vielen Antworten in so einer kurzen Zeit. WOW!! Gut, es war erst mal eine Idee. Denke aber schon, dass es mit ein bisschen bastellei möglich ist. Ich für mich erwarte bei dem Thema nicht von heute auf morgen eine Lösung. Soll ja auch ein wenig Spaß beim Frickeln sein. ;-) Mit vier Sendern in einem Raum, die nur wenige Meter Reichweite haben, wäre eine Positionsbestimmung wie beim GPS möglich. Ich meine mich auch daran zu erinnern, dass es sowas ähnliches schon mal in einem anderem Zusammenhang gegeben hat. Mein Gedanke basiert auf ein Modell, welches die vier Ecken des Raumes darstellen. In der Mitte eine Pinboardnadel, die mit vier Gummis jeweils zu den vier Ecken verbunden sind. Bewegt man nun die Nadel, ändern sich die Längen der Gummis zu den Ecken. Natürlich dämpfen Möbel die Senderfrequenzen ab. Aber dies würde ja sich nicht fortlaufend ändern. Das heißt, es müsste doch möglich sein, dass der Rob sich in der Anlernphase diese Gegebenheiten merkt. Heißt: Der Rob eckt am Standort A1,B5,C3,D4 an und speichert diesen Wert. So ganz unerfahren bin ich mit Robotern nicht. Hatte in meiner beruflichen Laufbahn viel mit Industrierobotern zu tun. Gut, die Positionsbestimmung läuft da etwas anders ab (Absolutwertgeber in einem fest definierten Raum). Aber, man kann sich ja die Erfahrungen und das Wissen darüber zu nutze machen....
Mmmhm schrieb: > Ein Eigenbau muss also einen möglichst einfachen Ansatz verfolgen. Z.B. alle Möbel rausräumen und Fenster zumauern. Für den Fortschritt muss man halt Opfer bringen. Georg
Horst schrieb: > Nimm einen Eimer Farbe und mal eine lange Linie durch die Wohnung. > Die kann er dann abfahren. ...weil es ja auch nur einen möglichen Weg gibt. Ob du vom Arbeitszimmer in die Küche willst, ist das gleiche wie vom Wohnzimmer ins Schlafzimmer... :-) > Falls du eine Fußbodenheizung hast, kannst du > auch einen Magnet ranhängen, dann fährt er die Rohre ab. Aber nur, wenn die Heizungsrohre aus Eisen sind :-) Zur Aufklärung: Früher waren die aus Kupfer, mittlerweile sind sie aus Kunststoff. Du brauchst also einen Kupfermagnet bzw. einen Plastikmagnet :-) > https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Underfloor_hea... > > Deine Bastelei mit Sendern ist Schrott. So wie das von dir gesagte... > Auf so kurze Entfernungen ändern sich die Felder nur unwesentlich. Und wie die sich ändern! Aber eben nicht ausschliesslich mit der Entfernung, sondern auch durch Dämpfung und Abschirmung (Wände, Schränke, Personen...) und durch Mehrwege-Empfang (Reflexionen, damit verbunden Verstärkung oder Auslöschung durch Interferenz)...
(º°)·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.·´¯`·.¸¸.· schrieb im Beitrag #5017149: > Wenn der Roboter nur vorwaerts und rueckwaerts faehrt, hat Mann > das Problem um eine Dimension reduziert. Und Frauen dürfen auch seitlich? :-)))
So ein Projekt ist für eine Einzelperson denke etwas zu umfangreich. Müsste ich das realisieren würde ich als Basis zuerst ein odometrisches System mit Traktionskontrolle und Lage/Beschleunigungssensoren zum interpolieren entwerfen. So kann man mit definierten t=0 und x=0 mit über die Zeit abnehmender Genauigkeit sagen wo man sich befindet. Auf dass würde ich dann ein optisches System setzen, am besten ein stereoskopisches Kamerasystem. Dieses sucht nach Marken für besondere Punkte im Raum(z.B. QR Code an Ladestation) und berechnet Raumpunkte, welche in einem Oktotree gespeichert werden. Somit wird ein 3D Modell des Raumes erstellt. Schwierig daran ist es entsprechende Pattern matching Algorithmen zu entwickeln, das 3D Modell dynamisch anzupassen, wenn Gegenstände verschoben werden und gleichzeitig konstante Elemente zu präzisieren. Im relativ freien Räumen könnte man auch das einfachere Prinzip der optischen Peilung verwenden. Man hat mehrere IR Sender (z.B Tischtennisbälle mit IR Dioden), jeder Sender sendet einen bestimmten Code. Position von allen Sendern ist bekannt. Nun braucht man nur noch ein mechanisches Drehsystem welches die Sender mit einer Richtoptik und einer Photodiode erfasst und anhand mehrerer eine Kreuzpeilung durchführt/ das odometetrische System updatet. Für Kolisionserkennung könnte man dann zusätzlich auf Ultraschallsensoren setzen. Wie gesagt sehr aufwändig und anspruchsvoll, aber das ganze ist nunmal ein ziemlich anspruchsvolles Thema. :) Viele Grüße Friedrich
>> Nimm einen Eimer Farbe und mal eine lange Linie durch die Wohnung. >> Die kann er dann abfahren. >...weil es ja auch nur einen möglichen Weg gibt. Ob du vom Arbeitszimmer >in die Küche willst, ist das gleiche wie vom Wohnzimmer ins >Schlafzimmer... :-) Man kann ja auch ein Raster auf den Fußboden malen - bei einem 1cm-Raster hat man dann auch eine entsprechende Auflösung/Genauigkeit ;-) Abtastung dann optisch, wie eine optische Maus
>dass das Tier damit sehen kann und dass das Tier eine >Karte im Kopf hat und weiß, wo sie ist, weil sie weiß, wie >sie da hin gekommen ist Wahrscheinlich geht es nicht primitiver. Du musst für den Saugroboter diese ganze aufwendige Strategie umsetzen, mit der Lebewesen ihre Position bestimmen. Da brauchst du einfach nur hartnäckig genug dran bleiben. Zur Zeit werden ja mit Hochdruck Systeme für selbst fahrende Autos entwickelt. Die Strategien und Algorithmen lassen sich nicht geheim halten. Und die Raspi-Nachfolger werden immer leistungsfähiger. Irgendwann kannst du dir so etwas aus Open-Source auf einem Spielzeugrechner zusammenstellen.
Jens G. schrieb: > Man kann ja auch ein Raster auf den Fußboden malen Ich würde jedes Rasterfeld mit einem QRCode ausstatten, der die Koordinaten enthält, dann wird die Positionserfassung ganz trivial. Georg
>> Man kann ja auch ein Raster auf den Fußboden malen >Ich würde jedes Rasterfeld mit einem QRCode ausstatten Keine gute Idee. Da findest du nie wieder einen Ersatz für die weggelaufene Freundin.
Stephan B. schrieb: > Allerdings entsprechen > die auf dem Markt befindlichen Geräte nicht meinem Anspruch, Hm. https://youtu.be/v-NryhEb1C8 Oliver
Stephan B. schrieb: > ... > So ganz unerfahren bin ich mit Robotern nicht. Hatte in meiner > beruflichen Laufbahn viel mit Industrierobotern zu tun. Dann lerne jetzt noch das nicht ganz leichte Thema Hochfrequenz und sammel damit zunächst Erfahrungen. > Gut, die > Positionsbestimmung läuft da etwas anders ab (Absolutwertgeber in einem > fest definierten Raum). Aber, man kann sich ja die Erfahrungen und das > Wissen darüber zu nutze machen.... "Funk" und Absolutwertgeber sind aber ganz unterschiedliche Themen. Ich setzte mal ein Jahr Experiemte und noch mehr bis zu einem ersten Prototyp an. Diesen stellst Du hier dann vor.... Zu lange? Dann miete eine Putzfrau. Old-Papa
> Dann miete eine Putzfrau.
Hat auch andere Vorteile. Das alte lateinische Wort "focaria" bedeutet
nicht nur Haushälterin und Küchenmädchen, sondern auch Konkubine und
Nebenfrau.
Noch einer schrieb: >>dass das Tier damit sehen kann und dass das Tier eine >>Karte im Kopf hat und weiß, wo sie ist, weil sie weiß, wie >>sie da hin gekommen ist > > Wahrscheinlich geht es nicht primitiver. Du musst für den Saugroboter > diese ganze aufwendige Strategie umsetzen, mit der Lebewesen ihre > Position bestimmen. Selbst die haben Probleme... Schau einem Insekt zu, selbst das hat mehr Rechenleistung als ein Raspberry PI. Und wie navigiert dass? Bsss bump Bsss bump. Und wehe, es kommt ein Hindernis (Fensterscheibe). Dann gibts Bss bump bis das Viech tot ist. Wirklich ohne überall anzurennen navigieren können das nur Viecher der Kategorie Hund oder Katze. Also mit viel Rechenleistung und 3D-Bilderkennung. Also den Funkansatz verfolgen und dann hoffen, das mit RSSI hinzubringen ist naiv. Da kenne ich Firmen, die haben Millionen darin versenkt, und EINFACHE Lösungen mit mehr als 1m Genauigkeit kenne ich auch keine. Einfallen würde mir höchstens UWB. Aber mit Bluetooth oder WLAN wird das nix. Hier kannst du mal nachlsen, wie gut man so hinkommt: https://www.infsoft.de/loesungen/indoor-navigation?gclid=CNCzvcqhhdQCFUQW0wodYqACLA
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