Радио Сигнал Для Робота Опции

[mTzen]

Проблема заключается в том, что есть робот (машинка) который должен в определенный моменть развернуться и по сигналу датчика найти свою базу.
Что посоветуете в этой ситуации ?

[Bird2]

1. Передатчик - обычный радиомаяк. На роботе - простейший пеленгатор.
2. На передатчике GPS, на роботе GPS. + радиоканал для передачи координат. Работает на больших расстояниях ввиду возможно невысокой точности для данной задачи. Ну и для доводки на небольшом расстоянии опять пеленгатор получается
В общем, собирайте пеленгатор, который представляет собой 2 приемника (в простейшем случае), которые имеют единтичные амплитудные и фазовые характеристики (это сложно добиться).
3. Ну и самое простое, наверное, вращающаяся направленная антенна, искать маяк по максимуму сигнала (точность небольшая, но должно прокатить).

З.Ы. Для начала нужно определится в каких условиях ездит машика, какая частота маяка, какое максимальное расстояние до него

[mTzen]

В моем случае, чем проще устройство тем лучше, подходит вариант номер 3. Растояние примерное 1.5-2 метра, т.е. есть коробка небольших размеров по которому робот передвигается и когда заканчивается заряд он ищет станцию (но это уже другой вопрос). Можно получить поподробнее информацию по пункту 3 - что именно нужно для реализации данной системы ?

З.Ы. представление имею смутное по данному вопросу, но кровь из носа как надо это реализовать - не откажите в помощи.

[Bird2]

Нужен привод антенны, который будет ее крутить на 360 градусов и приемник. Антенна направленная, например тарелка или директорная антенна (яркий пример - TV антенна). После полного оборота антенны по уровню сигнала в секторе 360 градусов можно судить, где находится маяк. Т.е. максимальный сигнал будет на направлении на маяк. После этого антенну можно развернуть на сам маяк, начать движение и покачивая антенной из стороны в сторону в более узком секторе (например, 60 градусов), направляться в ней и корректировать движение.
Смущает вот что: каковы размеры робота, если вся коробка 2 м. Если он совсем маленький, то и антенна должна быть небольшая, значит для того, чтобы следать ее направленной, частота маяка уплывает в Гигагерцы.
Расссмотрите еще такой вариант (при условии прямой видимости между маяком и роботом)
Маяк - оптический, вращается оптическая головка (лазерная или ИК)
Зная период вращения антенны при обнаружении сигнала оптоприемником робота в определенный момент времени можно вычислить азимут робота относительно маяка.

Можно узнать назначение робота и его размеры?

[mTzen]

Можно)
Робот ~30cm в длинну и ~15cm в ширину.
Задача робота колесит по коробке (в случае поподания в стенку - разварачивается и едет дальше). Когда кончается заряд батареи начинает искать базу где будет подзаряжаться и после чего едет дальше.

Робот сам уже есть. Сейчас стоит проблема в том, чтобы найти базу.

[Bird2]

Тогда оптика. Т.е. лазерный/ИК маяк. Радиомаяк на таких расстояниях с такими размерами робота отпадает, ИМХО.

Вот еще идейка.! Если можно - привинтите лазерную мышку к роботу, подключитесь к ней и отслеживайте перемещения робота (если поверхность пола/коробки ровная). Будут вам координаты. Если прокатывает - имхо самый простой метод.

[mTzen]

Обе идеи хороши, но вот про мышку очень интересно - вот как только с координатами быть, что-то я не очень догоняю, может поподробнее написать.

[Bird2]

Координаты точки подзаряда X=0 Y=0. Во время движения текущие координаты меняются. Ну допустим во время разряда АКБ они примут какое-то значение. Зная текущие координаты опять же можно вычислить азимут на точку подзаряда.

А вот как попасть точно в гнезда зарядки при подходе к точке по любому виду маяка - это проблема, нужно думать, а то стыковочный модуль станции "Мир" получается...

[mTzen]

Стыковка это не проблема, тут уже продумал как все будет.

Вопрос в том, как координаты примут значение, т.е. получается опять-же нужна антена?

[Bird2]

Значения перемещения мыши и будут давать вам координаты робота. Также как и в компьютере перемещения мыши преобразуются в координаты курсора. Антенн и маяка как такового не нужно.
Стыковка - проблема, так как нужно учитывать положение бортов робота относительно стыковочного узла система координат этого не учитывает, нужна третья переменная. Проблемы не будет, если узел расположен точно посередине ПОД роботом. Тогда все ОК - координаты (0;0) - стыковка!

[GetSmart]

С мышкой не прокатит. Машинка поворачивается - и мышка вместе с ней. Потом она уже даст координаты не X,Y, а что-то повёрнутое под углом. Так как угол поворота ИМХО не реально точно узнать, то и вычислить новую проекцию тоже.

[vvvvv]

Нужно засунуть две мыши, тогда по изменениям относительно друг друга можно судить о направлении движения.
А если использовать четыре мышки, каждая на углу робота, точность перемещения будет классная, дело только за алгоритмами.
Насчет координат, в узле стыковки робот знает свои координаты,
а при перемещении, когда он будет упираться в одну из стенок,
этот момент можно использовать как калибровку положения робота.
И при многократном перемещении, каждый удар о стенку уточняет его положение. С другой стороны четыре мышки и хороший алгоритм наверняка дадут очень малый уход виртуальных координат от реальных.
Если робот "потерялся". Ударяемся об одну стенку, затем о противоположную, затем на 90 градусов, опять об одну стенку и противоположную. Теперь у нас есть координаты, а мы в одном из четырех ее углов. В каком неизвестно. Значит у нас четыре возможных положения базы. Остается только пройти их по очереди.
Натыкаемся на стыковочный узел. И все, робот на зарядке...

[slog]

С мышью точных координат не получить.
Я бы светодиод в стенку поставил. А как его искать - это отдельная тема. Может двумя фотодиодами по равности засветки, может видеокамерой, может еще как. Это дело техники.

[GetSmart]

Может всё-таки что-то вроде CC1100. На частоте ~1ГГц антенка будет 8см. На машинку ставится одна направленная невращающаяся антенна. Когда машинка захотела подзарядиться она начинает вращаться и ищет максимум сигнала, потом едет туда. Периодически снова проверяет курс вращением.

[slog]

1ГГц это для искателей приключений. Есть желание связываться с СВЧ ради такой задачи? От стен коробки этот ГГц будет отражаться так, что не найдёшь откуда излучает. Направленная антенна на 1ГГц вовсе не 8см. Все маленькие антенны они условно-направленные, кроме основного лепестка куча боковых и задний. И еще много разных сюрпризов будет с гигагерцем.

[GetSmart]

Может средние волны? Я тут вспомнил, что раньше радиоприёмники делали на ферритовых антеннах. Очень уж они были направленные. Ну и передатчик для них видел размером с батарейку 373. Причём можно и ещё меньше сделать.

[Dog Pawlowa]

1ГГц это для искателей приключений. Есть желание связываться с СВЧ ради такой задачи? От стен коробки этот ГГц будет отражаться так, что не найдёшь откуда излучает. Направленная антенна на 1ГГц вовсе не 8см. Все маленькие антенны они условно-направленные, кроме основного лепестка куча боковых и задний. И еще много разных сюрпризов будет с гигагерцем.

Это точно. Оптика попроще будет. База в углу комнаты, угол 90 градусов обеспечивается широкоугольным светодиодом. А робот может поворачиваться, чтобы найти излучение. Модуляция луча, чтобы защититься от засветок. Только переотражения все равно будут, логика работы и аппаратура должна учитывать их наличие - найти действительный максимум.
Еще вариант - уголковый отражатель на базе, луч и приемник на роботе. Пожалуй, даже проще. Но поверхность должна быть ровной.

Может средние волны? Я тут вспомнил, что раньше радиоприёмники делали на ферритовых антеннах. Очень уж они были направленные. Ну и передатчик для них видел размером с батарейку 373. Причём можно и ещё меньше сделать.

Ага, там крутой минимум с торца. А максимум пологий, его не получится использовать.

[vvvvv]

Как сделать дешево и качественно на оптике. На базе один инфракрасный светодиод, выдает модулированный сигнал.На башке робота круглая башня, с 8 узкими вертикальными вырезами.
Напротив каждого выреза один фотодиод. Это круговой датчик захвата.И спереди робота уже в узел стыковки встроен еще один фотодиод, или три фотодиода тоже каждый с узкой вертикально щелью. Все.
Если на башне 8 фотодиодов, каждый охватывает 45град. Робот поворачивается на этот угол и гарантированно захватываетсектор с базой. А дальше робот разворачивается
к базе и уже передними фотодиодами доводит направление до идеала. Никаких вращенийи долгих рысканий. Будет выглядеть как в реале, робот сначала"повел взглядом", затем развернулся и двинул к базе.

[rv3dll(lex)]

1.чтобы работать в комнате с частотой выше гига придётся обклеить все стены поглотителем излучения
2. ближняя зона никуда не денется и никогда не найдёте передатчик
3. системой позиционирования в комнате должен заниматься компьютер комнаты
в его памяти вся картина пола - на роботе веб камера - но это не совсем точная система так как пол может обдираться засоряться и так далее

4. самое простое сканирующий лучь лазера или светодиод который передаёт кодом своё положение

[mTzen]

А если использовать ИК порт, может получиться, и на какое растояние может он работать?

[rv3dll(lex)]

А если использовать ИК порт, может получиться, и на какое растояние может он работать?

в пределах комнаты запросто
можно использовать пульт и приёмник от телевизора
светодиод пульта крутить или качать от упора до упора

на роботе штук 6 фотодиодов по кругу искателей и один с острой диаграммой по курсу или такуюже вращающуюся башню с кодовым механизмом рассогласования с осью робота

самое сложное отличить сигнал от его-же отражений -они тоже будут

скорость вращения башни больше скорости сканирования "гаража" в несколько раз

робот должен найти несколько точек и записать их параметры - угловое рассогласование с корпусом
амплитуда - получить из величины ару и угол в котором виден источник гаража

из них можно получить направление и даже дальность

кстати занимательно посмотреть как этот обнаружитель будет реагировать на отражения ИК от стен


и ещё
коды в посылках нужны для того чтобы на эту систему не влияли источники типа каминов и калориферов и для борьбы с отражениями

короче фуззи логик - 51 контроллера хватит за глаза

[muravei]

Можно нарисовать на полу линию, ведущую "домой" .Робот , вначале, ищет ее , а потом просто идет по ней. Таких роботов уже навалом.
Линия может быть двух видов: петлей- и тогда не важно , куда идти, или прерывистой с изменением "прерывистости " по мере приближения к "дому".
А еще есть эл. компас , сначала идем по нему, а потом , вблизи, по ИК.

[rv3dll(lex)]

Можно нарисовать на полу линию, ведущую "домой" .Робот , вначале, ищет ее , а потом просто идет по ней. Таких роботов уже навалом.
Линия может быть двух видов: петлей- и тогда не важно , куда идти, или прерывистой с изменением "прерывистости " по мере приближения к "дому".
А еще есть эл. компас , сначала идем по нему, а потом , вблизи, по ИК.

электрокомпас в 10 сантиметрах от арматуры перекрытия дома может заклинить

на сколько я понимаю одно из условий моментальная адаптация к новой комнате

вот я и предлагаю ик со сканированием - поставил в угол и дальше всё равно есть ли пол или на земле стоим

[mTzen]

У меня в наличии есть такая штука:
http://www.math.ucla.edu/~bertozzi/papers/ACC-microcar07.pdf

Как думаете, может мне этот апаратик помочь?

[Bird2]

В чем-то может помочь, но по обсуждаемой проблеме - не очень. Хотя если у вас еще нет самого робота, то почитайте про алгоритмы движения.
Хочется обратить внимание на то, что необходимо оговаривать все условия задачи перед обсуждением решения, а именно:
1. Тип поверхности, по которой будет перемещаться робот
2. Размеры комнаты (если это комната), форма комнаты. Если размеры известны и не изменяются, форма - прямоугольник, то вполне подходит "двухмышечная" схема с определением угла поворота робота. Столкновения, зная размеры, можно исключить.
3. Возможные внешние воздействия на робот (могут ли его пнуть ногой), чтобы понять, можно ли применить схему вычисления координат по "мышке". (Не ругайте меня, мне нравится такая схема, хотя и много ограничений у нее)
4. Тип материала стен и пола комнаты (а вдруг фольга )

В общем, все исходные данные
1 ГГц - это 30 см, многовато для размеров самого робота, ну и ближняя зона, как справедливо замечено.
Передавать код положения по ИК или лазеру не обязательно. Можно засинхронизировать часы на роботе и вращающей системе ИК-диода/лазера для определения угла поворота. Линия ведущего домой - хороший ход для стыковки с зарядкой.

[rv3dll(lex)]

В чем-то может помочь, но по обсуждаемой проблеме - не очень. Хотя если у вас еще нет самого робота, то почитайте про алгоритмы движения.
Хочется обратить внимание на то, что необходимо оговаривать все условия задачи перед обсуждением решения, а именно:
1. Тип поверхности, по которой будет перемещаться робот
2. Размеры комнаты (если это комната), форма комнаты. Если размеры известны и не изменяются, форма - прямоугольник, то вполне подходит "двухмышечная" схема с определением угла поворота робота. Столкновения, зная размеры, можно исключить.
3. Возможные внешние воздействия на робот (могут ли его пнуть ногой), чтобы понять, можно ли применить схему вычисления координат по "мышке". (Не ругайте меня, мне нравится такая схема, хотя и много ограничений у нее)
4. Тип материала стен и пола комнаты (а вдруг фольга )

В общем, все исходные данные
1 ГГц - это 30 см, многовато для размеров самого робота, ну и ближняя зона, как справедливо замечено.
Передавать код положения по ИК или лазеру не обязательно. Можно засинхронизировать часы на роботе и вращающей системе ИК-диода/лазера для определения угла поворота. Линия ведущего домой - хороший ход для стыковки с зарядкой.

фольга ещё лучше - переотражения в комнате со случайными параметрами стен дадут возможность найти источник даже при перекрытии прямой видимомти на неё

код я говорил о коде только для того, чтобы откинуть лложные и слабочитаемые отражённые - такие тоже могут быть

я ещё говорил про амплитуду - мой метод будет работать только при всех параметрах

я лет 15 назад интересовался всерьёз этой проблемой - но тогда не было ни знаний ни элементной базы

[roman_wawa]

как идея: на роботе вращающеяся башна с лазерем, в комнате 3 приемника, по времени "попадения" луча в приемники определяем углы, по трем углам однозначно находим координаты. нада только обеспечить равномерное вращение башни.

[syoma]

Я недавно видел, как студенты с доплеровским эффектом и ультразвуком экспериментировали в лаборатории.
Может это поможет? По крайней мере расстояние определяется легко в пределах комнаты. Насчет азимута не знаю. И антенны у них были на маленьких игрушечных паровозиках установлены.

[XVR]

Кстати, по поводу мышиных потрохов для определения положения: можно не заниматься вивисекцией, а взять MEMS акселерометр и гироскоп (например у AD). Точности наверное хватит.

[rv3dll(lex)]

Кстати, по поводу мышиных потрохов для определения положения: можно не заниматься вивисекцией, а взять MEMS акселерометр и гироскоп (например у AD). Точности наверное хватит.

от удара об ножку стула виртуальные координаты улетят до северного полюса

[XVR]

от удара об ножку стула виртуальные координаты улетят до северного полюса

Не надо ударяться об ножку стула В любом случае удар обо что-нибудь вполне можно отличить от нормального (не ударенного) движения, по тем же ускорениям.

[rv3dll(lex)]

Не надо ударяться об ножку стула В любом случае удар обо что-нибудь вполне можно отличить от нормального (не ударенного) движения, по тем же ускорениям.

то что предлогаете систему с начальными условиями это неадаптивное решение
известна начальная точка и по каким-то непонятным замерам с помощью неких измерительных механизмов ищутся координаты.

для этого требуется хотябы знать конкретную точку начальную - что уже не правильно
помните с чего начинают ракеты работающие по такому принципу
пусковая установка привязывается к точке на местности. в полёте все возмущения измерябтся и используются как сигнал ошибки при расчёте траектории - зачем всё это нужно?????

возмущения имеют определённую максимальную силу и соответственно выйдя за пределы - и усё расчёты не верны.

[XVR]

то что предлогаете систему с начальными условиями это неадаптивное решение
известна начальная точка и по каким-то непонятным замерам с помощью неких измерительных механизмов ищутся координаты.

Это один из способов решить (до некоторой степени) поставленную проблему. Я никоим образом не утверждал, что этот способ единственный, и даже не утверждаю, что он лучший.

для этого требуется хотябы знать конкретную точку начальную - что уже не правильно

Не только начальную конкретную точку, но и периодически корректировать накопленные координаты (например при ударе об стену - ее координаты тоже известны ) И начальная точка тоже есть - это тот самый питатель (вместе с его стыковочным узлом) к которому надо приехать.

возмущения имеют определённую максимальную силу и соответственно выйдя за пределы - и усё расчёты не верны.

Угу, прежде чем тупо интергрировать сигнал с акселерометров, его необходимо обработать на предмет выхода за разумные пределы, в таком случае его можно просто игнорировать.

Но в любом случае в такой системе ошибки будут со временем накапливаться, так что использовать ее в чистом виде (без какой либо дополнительной системы навигации) невозможно.

Локатор (с маяком любого вида) выглядит гораздо привлекательней, и если на местности нет припятствий, которые могут помешать локации, то решение с локатором будет по всем параметрам лучше.

[GetSmart]

Может хитрый локатор на УЗ. Причём по двум хотя бы плоскостям. Есть две базы. Каждая на своей рабочей частоте. Машинка издаёт звук для передатчика по координате Х, потом по Y и по скорости ответа от базы (скорость звука в воздухе известна) определяет расстояние до двух баз. Можно до трёх (это даже не оси X и Y).

Тут ещё много нюансов, но главное - идея

[rv3dll(lex)]

Может хитрый локатор на УЗ. Причём по двум хотя бы плоскостям. Есть две базы. Каждая на своей рабочей частоте. Машинка издаёт звук для передатчика по координате Х, потом по Y и по скорости ответа от базы (скорость звука в воздухе известна) определяет расстояние до двух баз. Можно до трёх (это даже не оси X и Y).

Тут ещё много нюансов, но главное - идея

машинка может вообще ничего не издавать - а позиционироваться от нескольких пердатчиков точно ссинхронизированных - как в GPS только что при этом с отражениями делать

при локации 40 килогерц уже при угле градусов 30 обратно ничего не придёт, а проблемы с распознаванием импульса на короткой дистанции и отличить его от зондирующего уже будут.

на 100-200 килогерц разрешающая способность будет лучше но диаграмма датчиков уже и отражение может быть пропущена и при 10 градусах

[GetSmart]

дистанции и отличить его от зондирующего уже будут.

При известной (не мгновенной) паузе перед ответом не будет.

Типа GPS хороший вариант. Отражения ИМХО можно программно подавить засинхронизировавшись на максимум сигнала и зная его период.

[MrYuran]

Я вижу это дело так.
На базе ставим всенаправленный светодиод.(можно IR)
Для защиты от помех модулируем его частотой (как в пультах)
На морде робота ставим 2 фотодатчика - справа и слева.
Фотодатчики смотрят вперёд.
По сигналу "на зарядку" робот поворачивается, пока не уловит свет маяка с базы, далее корректирует положение, чтобы сравнять уровни в каналах фотоприёмника.
Это будет направление на базу.
Всё.

Нечто подобное в прошлом году было в журнале "радио", там был жук, управляемый лучом фонарика.
А теперь его в мастерките предлагают в виде рассыпухи, где-то около 700р.

[rv3dll(lex)]

Я вижу это дело так.
На базе ставим всенаправленный светодиод.(можно IR)
Для защиты от помех модулируем его частотой (как в пультах)
На морде робота ставим 2 фотодатчика - справа и слева.
Фотодатчики смотрят вперёд.
По сигналу "на зарядку" робот поворачивается, пока не уловит свет маяка с базы, далее корректирует положение, чтобы сравнять уровни в каналах фотоприёмника.
Это будет направление на базу.
Всё.

Нечто подобное в прошлом году было в журнале "радио", там был жук, управляемый лучом фонарика.
А теперь его в мастерките предлагают в виде рассыпухи, где-то около 700р.

тут рассматривается вопрос отсутствия прямой видимости и множественных переотражений от стен а также наличия мешающих факторов, таких как обогреватели солнце теже пульты от телевизоров

[Спартак]

Проблема заключается в том, что есть робот (машинка) который должен в определенный моменть развернуться и по сигналу датчика найти свою базу.
Что посоветуете в этой ситуации ?

Элементарно, Ватсон!
и на роботе и на базе ставим "парочку" : микроконтроллер и трансивер сс2500
у сс2500 есть возможность управления выходной мощностью этим и воспользуемся

потихоньку повышаем уровень выходной мощности передатчика базы, пока не "зацепимся" за ответ робота. робот после этого делает несколько "замеров" уровня и качества принятого сигнала в 3х точках пространства (есть там такая функциональность регистры кристалла RSSI, LQI вроде как) и определяет вектор по направлению которого ему необходимо двигаться. После этого возвращаемся на этап при котором снова медленно повышая значение выходной мощности "цепляемся" за ответ робота. (по идее уровень выходной мощности при котором робот нас услышит при втором "тесте" будет немного ниже) Таким образом снижая мощность передатчика и тестируя несколько точек пространства (для определения вектора) можно добраться да базы! ГыГы

вместо нескольких замеров одним модулем, на роботе, можно использовать несколько модулей сс2500 , по разному (X,Y,Z) спозиционировав их антенки , а "дизайн" антенок подобрать с максимально выраженными наравленными свойствами
вот.

Сообщение отредактировал Спартак - Mar 28 2008, 13:36

[MrYuran]

тут рассматривается вопрос отсутствия прямой видимости и множественных переотражений от стен а также наличия мешающих факторов, таких как обогреватели солнце теже пульты от телевизоров

Отражения можно победить ограничением чувствительности (если конечно стены не увешаны зеркалами)
А против помех в тех же пультах используется модуляция 40кГц

[rv3dll(lex)]

Элементарно, Ватсон!
и на роботе и на базе ставим "парочку" : микроконтроллер и трансивер сс2500
у сс2500 есть возможность управления выходной мощностью этим и воспользуемся

если на столе будет насыпано куча скрепок железных ручек в пол будут забиты гвозди - то уверяю вас, что картина распределения напряжонности поля в комнате будет такая что у робота волосы дыбом встанут

[Спартак]

Если топикстартеру это интересно - могу поставить пару тройку experiments

Сообщение отредактировал Спартак - Mar 28 2008, 16:48

[XVR]

Элементарно, Ватсон!
и на роботе и на базе ставим "парочку" : микроконтроллер и трансивер сс2500
у сс2500 есть возможность управления выходной мощностью этим и воспользуемся

Тогда уж сразу ставить CC2431 - у него уже есть система позиционирования (понадобится 4 штуки - 3 базовых станции и 1 на робота), разрешающая способность до 0.5м, что для точного попадания в розетку зарядника явно не хватит Если только не сделать причальный док вокруг розетки размером 0.5х0.5м

[Спартак]

Тогда уж сразу ставить CC2431 - у него уже есть система позиционирования (понадобится 4 штуки - 3 базовых станции и 1 на робота), разрешающая способность до 0.5м, что для точного попадания в розетку зарядника явно не хватит Если только не сделать причальный док вокруг розетки размером 0.5х0.5м

Вот так всегда не успеешь глазом моргнуть , а уже спер кто-то идею..Ох уж мне эти ChipconЫ...