Follow-me für Modellfahrzeuge

OP #6713649
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Hallo zusammen,

ich suche eine praktikable Idee für folgendes: ich würde gerne zwei 
RC-Fahrzeuge in einem Abstand von 1-2m hineinander her fahren lassen. 
Genauer: das erste wird normal gesteuert, das zweite soll autonom dem 
ersten folgen bei moderater Geschwindigkeit ca. 1-5 km/h. Telemetrie und 
auch GPS ist in beiden Fahrzeugen vorhanden. Auch im Sender kann etwas 
berechnet werden (Achtung: Totzeit).

Allerdings denke ich, dass man mit GPS keine Erfolg hat bei so einer 
geringen Distanz zwischen den Modellen.

Eine andere Idee wäre ein Leitstrahl am Heck des ersten Fahrzeuges, etwa 
aus modulierten IR-Signalen (3 beams). Und ein entsprechender Sensor am 
Bug des zweiten Fahrzeugs.

Weitere Ideen sehr willkommen!
Gast #6713745
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Raoul D. schrieb:
> Allerdings denke ich, dass man mit GPS keine Erfolg hat bei so einer
> geringen Distanz zwischen den Modellen.

Eine Genauigkeit von 1cm (RTK) sollte doch wohl zusammen mit ein 
bisschen Sensorik reichen, um bei einer Geschwindigkeit von 0.3 .. 
1.4m/s halbwegs zu wissen, so sich die beiden Fahrzeuge befinden.

Für die Abstandsmessung - wie schon genannt - Ultraschall (ein Fahrzeug 
mit US-Transponder).
Gast #6713775
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MaWin schrieb:
> Helmut Hungerland schrieb:
>> Es genügt 1 Strahl am vorderen Fahrzeug und zwei Sensoren am hinteren
>> Fahrzeug.
>
> Nur für die Lenkung reicht das, man muss aber auch die Entfernung
> erkennen und konstant regeln.

Das Leitfahrzeug könnte in seinem IR-Leitstrahl immerhin AUCH seine 
eigene ist-Geschwindigkeit eincodieren.
Das reicht noch nicht für die Entfernung, dürfte aber ungemein helfen; 
sei es nur als redundante Kontrollgrösse im Folgefahrzeug.

Mit zeitlich monoton ansteigenden Sequenznummern versehen, dürfte sich 
die relative EntfernungsÄNDERUNG (via Beschleunigung) einschätzen 
lassen... Ist dann halt keine direkte Entfernungsmessung d.h. 
Fehlerpropagation durch die Rechnung muss im Auge behalten werden.

Ev. hilft es bei den Roboterstaubsaugern nachzusehen (IR-Signal 
untersuchen) wie diese ihre Ladestation anfahren: auch da wird langsamer 
gemacht kurz vor dem andocken.

Ein weiterer Denkansatz: IR-Kommunikation in beide Richtungen und darin 
eine "Round-Trip-Messung". Ja, Ultraschall geht da ev. Einfacher weil 
der langsamere Schall (ggü. Licht) nicht so hohe Auflösung in der 
Zeitmessung erfordert (bei <9m Entfernung und bloss wenige cm. 
Unterschied Re<->Li)

Reflexionen an grossen Gegenstände in der Nähe können üble Streiche 
spielen, sowohl bei US wie bei IR.

Beim instrumentengestützte Landeanflug der Fliegerei kommen auch 
interessante visualisierungshilfen zum Einsatz, um den exakten 
Anflugwinkelzur Piste runter exakt einzuhalten...
Gast #6713802
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Teo D. schrieb:
> Autsch

Noch schlimmer scheint mir inzwischen, dass Leitstrahlen aus dem Heck 
eines Fahrzeugs munter in der Gegend rumtanzen, wenn das Fahrzeug lenkt 
und eine Kurve fâhrt.  Dem hat der Nachfolger Probleme zu folgen, die 
Gewindigkeit wird höher.
Vielleicht müsste der Leitstrahl aktiv gelenkt werden.

Alternative: das vorausfahrende Fahrzeug malt eine Linie, das folgende 
wird ein Linienfolger mit Abstandradar.
Gast #6713824
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Raoul D. schrieb:
> Da war ich unpräzise: berührungslos, keine materialisierte
> Verbindung.

Mal eine Frage: Wer steuert das Flugzeug was hinter den beiden Follow-Me 
Fahrzeugen unterwegs ist? Gibts keinen Dritten im Verein der für ein 
paar Flugshows den zweiten Follower steuern kann? In der Realität fahren 
doch auch nicht zwei Fahrzeuge vor dem Flieger wie an einer Schnur 
aufgereiht her.

Oder gehts hier einfach nur um eine neue Abwandlung eines Verfolgers 
(rein technisch gesehen) und gar nicht um eine gut aussehende 
RC-Flugshow auf einem Rollfeld eines Vereins?
Gast #6713956
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Den Abstand kann man relativ gut regeln, wenn das Führungsfahrzeug seine 
eigene Geschwindigkeit übermittelt und nacheinander mit verschiedenen 
Intensitäten sendet. Das Folgefahrzeug kann dann mit der empfangenen 
Geschwindigkeit vorsteuern und je nachdem, welche Intensität es noch 
empfängt und welche nicht mehr, nachregeln. Egal ob mit IR oder 
irgendeinem anderen Sender-Empfänger-Prinzip.

Wenn dir Software mehr liegt als Hardware (und ausreichend 
Rechenleistung verfügbar ist) wäre vermutlich eine Kamera im 
Folgefahrzeug eine sinnvolle Lösung. Die kann entweder die volle 
Bilderkennung machen (das ist aber nicht ohne) oder relativ einfach mit 
IR-Filter vor der Kamera zwei IR-Dioden am Heck des Führungsfahrzeugs 
tracken. Der Abstand der beiden Lichtpunkte korreliert mit dem Abstand 
der beiden Fahrzeuge, die Position der beiden Lichtpunkte mit dem 
Winkel.

Mit einfachen Lösungen wirst du immer ein Verhalten bekommen wie mit 
einer Deichsel (Regelungstechnik-Stichwort: "virtuelle Deichsel"), das 
Folgefahrzeug wird in Kurven nach innen von der Spur des 
Führungsfahrzeugs abweichen. Wenn du wie auf Schienen folgen willst, 
darfst du nicht auf das Führungsfahrzeug zu fahren, sondern musst dir 
dessen Positionen relativ zu dir merken und diese Positionen gezielt 
anfahren. Das ist eine ganze Nummer komplexer.

MfG, Arno
Gast #6713958
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rcbastler schrieb:
> Ein weiterer Denkansatz: IR-Kommunikation in beide Richtungen und darin
> eine "Round-Trip-Messung".

Du weißt wie hoch die Lichtgeschwindigkeit ist? Die gilt auch für IR.
Rechne mal die "Round-Trip-Messung" für wenige Meter aus und mach einen 
konkreten Vorschlag für die Messung.

Einen Laserentfernungsmesser selber zu entwickeln, wird die Fähigkeiten 
des TO übersteigen - sonst hätte er hier nicht fragen müssen.
Gast #6713964
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Dieter H. schrieb:
> das stimmt zwar, aber er könnte ja dann mit dem kalman filter zum
> beispiel die trajektorie vorhersagen in kombination mit einem
> kinematikmodell.

Kalman schätzt aber doch auch nur bei Wegfall einer Eingangsgröße im 
Rahmen der Genauigkeit der anderen Eingangsgrößen?!? Wenn also Fahrzeug 
A die Kurve um die Ecke eng nimmt, kommt es auf die Präzision der 
Odometrie von Fahrzeug B an, ob es nicht just vor die Ecke knallt.

Das ist jetzt nicht unlösbar (man könnte noch Kollisionssensorik 
dazunehmen), aber es wird recht komplex. Vielleicht sollten wir erst mal 
abwarten, ob die Anwendung des TO sich eher auf einen Parkplatz 
beschränkt.
OP #6714002
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Arno schrieb:
> Mit einfachen Lösungen wirst du immer ein Verhalten bekommen wie mit
> einer Deichsel (Regelungstechnik-Stichwort: "virtuelle Deichsel"), das
> Folgefahrzeug wird in Kurven nach innen von der Spur des
> Führungsfahrzeugs abweichen.

Ja, das ist klar.
Meine Überlegung ist eine Sektorerkennung per IR: auf dem Vorfahrzeug 
drei unterschiedlich modulierte Sektorstrahler und drei Sektor-Empfänger 
im Verfolger. Der Deichseleffekt ist nicht so problematisch.
Abstandsmessung wohl am besten per US-Ping (aktives Echo, wegen 
fehlender großen Fläche und eindeutiger Kennung).
Gast #6714197
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Wolfgang schrieb:
> rcbastler schrieb:
>> Ein weiterer Denkansatz: IR-Kommunikation in beide Richtungen und darin
>> eine "Round-Trip-Messung".
>
> Du weißt wie hoch die Lichtgeschwindigkeit ist? Die gilt auch für IR.
> Rechne mal die "Round-Trip-Messung" für wenige Meter aus und mach einen
> konkreten Vorschlag für die Messung.
>
> Einen Laserentfernungsmesser selber zu entwickeln, wird die Fähigkeiten
> des TO übersteigen - sonst hätte er hier nicht fragen müssen.

Der TO könnte einen TOF-Sensor, wie er in den Smartphones verbaut ist, 
einsetzen.

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