Crazy Car [Archiv] - ProgForum.com - Das Elektronik Diskussionsforum

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06.08.2003, 11:08

Immer ein mal im Jahr wird ein sog. Crazy Car Race bei uns durchgeführt. Das heisst, selbst gebaute Roboter müssen sich einen vordefinierten Weg (einmal um den Stock) selber suchen. Dabei geht es um die schnellste Rundenzeit. Frage: Welche Sensoren eignen sich besonders gut für eine Abstandsmessung (Distanz 1-2m)? Ultraschall hab' ich schon versucht, sind aber sehr abhängig von der reflektierenden Oberfläche! Dann, wie oder wo bekomme ich ein sehr (oder gratis) billiges Auto oder anderes Fahrzeug, welches ich als Roboter umfunktionieren kann (kein Lego MindStorms!)?

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06.08.2003, 11:26

Es gibt doch in letzter Zeit diese "elektronischen Zollstöcke" auf Laser-Basis. Genial; mein Vermieter hat so einen; ich war absolut begeistert von dem Teil. Gibt´s bei OBI - also schau Dir sowas im nächsten Baumarkt mal an; könnte ganz brauchbar sein. Noch eine High-Tech Alternative: GPS! Die Dinger sind in den letzten Jahren so sauklein und so saugut geworden; also wenn Du die Chance hast, die Rennstrecke paarmal probezufahren oder zu gehen. also die Koordinaten aufzunehmen: weiss jetzt nicht was der STOCK ist, aber eine 400m Standard Sportplatzbahn mit Innenspur, Aussenspur usw. mit einem GPS vermessen; da kommt ein Modellauto locker mit klar.<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0>

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06.08.2003, 11:41

Mit "Stock" ist der 3. Stock vom Uni-Innenhof gemeint. Das heisst, so ca. 20m x 30m Rechteckig.

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06.08.2003, 13:10

OK: GPS scheidet aus...<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0> Wieviele Fix-Punkte gibt es da? Ich gehe ja mal nicht davon aus, dass der Uni Innenhof einem Feldweg gleicht. Wie wär´s mit 13,56 MHz Transpondern? - so die Zugangskarten für Firmen. Die Transmitter dürfen in dem Frequenzband 6 Watt in die Gegend pusten. An jede Ecke eine Transponderkarte plaziert; sollte gehen.. Andere Idee aus Modellfensteuerung-Uralt-Zeiten: Einen 27 MHz Wobbelsender mit einem Dip-Meter, mal ganz brutal. An jeder Ecke einen passiv-Transponder; sprich einen Schwingkreis, der dem System Energie entzieht. Streichholzschachtel mit LC-Kreis und Lämpchen dran; einer auf 27,00, einer auf 27,25, einer auf 27,50 ... Dann merkt der Sender, wo er vorbeifährt, ggf 2 Sender mit Dip-Meter auf dem Robot - das gibt dann schon ganz gut eine Entfernungsrelation zu den Ecken und ist billig zu bauen.

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06.08.2003, 14:14

Deine Lösung geht leider nicht! Man darf nichts am Gebäude anbringen. Der Roboter muss im Prinzip ohne "Hilfe" den Weg finden.

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06.08.2003, 14:38

Hi, ein Laserpointer mit rotierendem Spiegel eignet sich hervorragend als "Scanner" Durch die Reflektion weisst Du jetzt, in welchem Winkel sich das Objekt befindet. Ein zweiter Laserstrahl, der versetzt auf den rotierenden Spiegel leuchtet ermittelt einen anderen Winkel. bei jedem durchlauf die beiden Laserpointer umschalten und Du erhältst zwei Winkel. Der Rest ist Trigonometrie. Um die Stellung des Spiegels zu ermitteln reicht ein Forotransistor, der vom Umlaufenden Strahl getroffen wird. Wenn Du die Zeit ermittelst, die zwischen den treffern verstreichst, hast Du die genaue Drehzahl des Spiegels, die für einige Umdrehungen als Konstant angenommen werden kann. Teilst Du diese Zeit durch 360, so erhälst Du den genauen Winkel des Spiegels pro Zeiteinheit. Für eine bessere Erfassung verwendet man am besten einen (schwachen!) IR-Laser. Dann kannst Du alles andere umgebungslicht ausfiltern. Erste Experimente am besten mit einem sichtbaren Laserpointer durchführen. Die Passende Ablenkeinheit für Deinen Roboter kannst Du aus einem alten Faxgerät oder einem Laderdrucker entnehmen. Von der Lasereinheit des Durckers lass lieber die Finger! Gruß Elmar

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06.08.2003, 15:51

Naja, der Ansatz ist sicher ok, aber wenn ich dann den Zuschauern am Rande der Piste grüne Brillen verteilen muss, ist es vielleicht zu spät. <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/crazy.gif" border=0> Ein anderes Problem ist die exakte Justierung der Angelegenheit. Die Photodioden müssten schon sehr exakt platziert werden.

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06.08.2003, 16:50

Statt etwas an den Wänden anzubringen, wie wärs mit einem Einzelleiter, den Du mit Klebeband auf dem Teppich befestigst. Dann an der Unterseite des Fahrzeugs einen entsprechenden Sensor anbringen, der z.B. das magnetische Feld, welches die Leitung erzeugt, detektiert. Gruß

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07.08.2003, 00:09

@Hawk: Ist nicht!!!, Robbie muss alleine ohne Schmu!<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0>

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07.08.2003, 08:16

weitere Möglichkeiten sind Radar oder Infrarot. Video geht auch. Wie wärs denn mit ner eye-toy Kamera? Auch ne Möglichkeit wäre, ne digitale Karte des "Stocks" zu speichern und anhand der Radsignale und nem Gyrometer die Position bestimmen, ähnlich wie Navis das machen, wenn das GPS-Signal fehlt (vielleicht sogar ein Navi einbauen <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" border=0>). Dann noch nen zusätzlichen Sensor, um Hindernise zu erkennen und Fixpunkte auf der digitalen Karte auszumachen. Das ganze hat den Vorteil, daß der Robbie nicht ewig den Weg suchen muß, sondern ziemlich zielstrebig seine Route abfährt, schließlich gehts ja nicht nur ums dabeisein.

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07.08.2003, 08:46

Jaja... so hab ich mir das mit den Sensoren auch gedacht..... Aber eben zum meiner Frage: Welche Sensoren eignen sich am besten? Gyro geht nicht, weil zu ungenau! Ein genauer Gyro kostet so um die 40k Euro. Radar geht auch nicht. Ist 1. illegal und 2. zu grosser Aufwand.

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07.08.2003, 12:09

Hi, wenn es reicht zu erkennen, ob sich ein Objekt in unmittelbarer Nähe befindet, kann man auch IR-Scheinwerfer einsetzen. Also so eine Art Reflexlichtschranke. Objekte, die zu nahe kommen "leuchten" im Scheinwerferlicht auf und werden von Fototransistoren erfasst. Mehrere Sensoren würden dann auch einzelne kleine Objekte erfassen, wie andere Teilnehmer. Problematisch wird es, wenn die anderen auch IR-Sensoren haben. Ein Bild einer S/W Überwachuingskamera könnte man auch auswerten. Stellt man die so ein, dass nur noch Objekte, die in der Nähe sind scharf sind, so kann man im Videosignal Kanten als steile Flanken auswerten. So würden Objekte, die in den Erfassungsbereich eintreten erfasst. Auch Eine Wand würde, im Zusammenhang mit dem IR-Scheinwerfer als hoher Pegel erfasst. Wertet man noch die Sync- Impulse aus, so kann man sogar die Lage des Objektes abschätzen. Dann bliebe noch eine Kapazitive Auswertung der Umgebung. So wie es die "Balkenfinder" machen. Diese Geräte finden Balken in einer Holzwand und sollten auch für andere Wände geeignet sein. Personen in der Nähe kann man durch einen offenen Schwingkreis detektieren, der durch die Anwesenheit von Wasser- und Kohlenstoffbasierenden Lebensformen verstimmt wird. Ich habe da irgendwo noch so einen Sensor rumfliegen. Der hat sogar auf mehrere Meter reagiert, hatte nur ein Problem mit Luftfeuchteänderungen. War also zum Dauereinsatz nicht zu gebrauchen. Aber wenn die Zuschauer am Rand der Strecke stehen, warum nicht die erfassen? Gruß Elmar

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07.08.2003, 13:05

@Inscheniör: Gibt es einen Grundriss vom Innenhof oder wenigstens eine Skizze? Vielleicht währe eine Möglichkeit die "Labyrinth"-Methode: immer mit der rechten (oder linken) Hand an der Wand lang. Wenn es eh nur im Kreis gehen soll, währe das die effektivste Art. Man brauchte nur z.B. Durch Ultraschall abprüfen ob sich dort eine Wand befindet. Quasi sowas: <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/messages/4980/8349.jpg" alt="meinBild"> Die Auswertung selber könnte ein µC übernehmen. Das einzige was ein paar Probleme bereiten dürfte, währe die Ultraschall-Aufbereitung. Aber auch das hätte Vorteile: Wenn der Robbie an einem Handlauf (Treppe) vorbeifährt kommen die Signale entweder a) abgehackt oder b) abgeschwächt (abhängig vom Gitter) Hieraus könnte man die Position des Roboters ermitteln. "Gerade habe ich ein 100% Signal empfangen, nun habe ich ein 25% Signal. Das heißt, wenn es in 5m eine komplette Signalunterbrechung gibt, befinde ich mich am Treppenaufgang" Viel Spaß! Mirko PS: Eigentlich sollte ich für Strömungsmechanik lernen...aber ich habe keine Lust... <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/wink.gif" border=0>

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07.08.2003, 14:15

Du hast den Umriss in etwa getroffen. Irgendwo gibt es noch eine Art Einbuchtung. Das mit den Ultraschallwandlern und uC habe ich schon versucht. Läuft nicht schlecht, aber ist sehr abhängig von der Oberfläche. Ich dachte mir, dass es vielleicht etwas besseres gibt. Das einfachste ist schon, das Fahrzeug den Wänden nachfahren zu lassen.

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07.08.2003, 14:31

Videokamera bzw. Autofocus System aus einer "normalen Kleinbildkamera". Zum an der Wand lang fahren könntest Du folgendes probieren: Videokamera, SW(ganz primitiv)-möglichst Analogsignal-Ausgang -> Vidikon-Röhre reicht schon. Objektiv davor und fokussieren (50cm halt) wie in Skizze. Dann ein Differenzierglied an den Luminanzausgang. Wenn das Bild scharf ist gibt es steilflankige Helligkeitsübergänge. Das lässt sich detektieren, eben mit Differenzierglied und Komparator...<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0>

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07.08.2003, 14:58

Mit "an der Wand langfahren" wirst Du aber sicher nicht gewinnen <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/lol.gif" border=0>

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07.08.2003, 17:52

Hi, mir kommt gerade so ein komischer Gedanke, wenn ich so meine Maus ansehe: Bau unter dem Fahrzeugboden eine Optische Maus ein. Die Funktioniert ja auf nahezu allen Oberflächen (außer Glas natürlich). und die Genauigkeit ist auch ganz ordentlich! X-Y Bewegungen werden so genau aufgezeichnet und Du erhältst eine Gyroskopähnliche Positionsangabe, nur sehr genau und günstig! Zusammen mit dem Ultraschall sollte das genau genug sein. Bleibt nur noch rauszufinden, wie man eine PS/2-maus mit dem MC abfragt... Gruß Elmar

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07.08.2003, 20:24

Hi, die Idee von Elmar ist klasse! Nimm doch nur die optische Abtastung einer Maus. Die Auflösung beträgt ca 150-300 dpi. Vollkommen ausreichend! Dann noch das gefährt sehr exakt ausrichten und fertig. Nach einigen Probeläufen sollte das Gefährt eigenständig die Runde drehen. Zusätzlich würden Kontaktsensoren an den Flanken reichen. (Zur Not) Die Weg und Abweichungsinformation von dem optischen Sensor sollten ausreichen, um die Fehler der Lenkung und Versatz durch den Teppichflor oder ähnliches auszugleichen. Ultraschall oder Infrarot halte ich für zu ungenau. Dann lieber links und rechts zwei Laser-Entfernungsmesser (Standard sind 0,5cm Genauigkeit) und die Weginformation halt optisch. Gruß

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07.08.2003, 20:28

Hi, das Problem an der Maus ist aber die Drehung, die nicht detektiert wird. Das muss der MC dann wegrechnen. Gruß Elmar

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07.08.2003, 20:33

@Elmar Hi, ich meine, wenn der Wagen eine kombination aus Forwärtsbewegung und seitlicher Bewegung macht, müßte es gehen. Mann bekommt dann Signale in X ud Y Richtung. Wenn man aber den optischen Sensor zwischen den Hinterrädern anbringt, wirds schwierig. Also so weit vorne wie Möglich... Gruß

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07.08.2003, 23:19

eben zwei Mäuse: Linksmaus, Rechtsmaus und die hier<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0>

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07.08.2003, 23:53

oder das Ding mit Schrittmotoren steuern und die Schritte zählen. Gelenkt wird dann durch unterschiedliche Geschwindigkeiten. Alte Nadeldrucker oder Scanner zum Ausschlachten sollte es wohl geben

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08.08.2003, 09:37

Hi, das mit den Schrittmotoren ist bei Fahrzeugen großer Mist. Dann schon lieber Encoder (Lochscheibe mit Lichtschranke) an den Motoren, was aber bei Voller Fahrt auh nicht so das Wahre ist. Wie schnell drifftet das Fahrzeug in den Kurven oder die Räder blockieren oder drehen durch. Und wenn dann noch ein anderer Teilnehmer einen Crash baut... Crash und durchdrehende Räder dürften durch den Maussensor abgedeckt werden. Bleibt nur noch die Drift. Das müsste man irgendwie mit der Stellung der Vorderräder verknüpfen, damit die Fahrzeugdrehung mit ausgewertet werden kann und die Differenz als Drift angesehen wird. Wenn es gut funktioniert, sollte milimetergenaues Positionieren des Fahrzeuges auch bei voller Fahrt möglich sein. Vielleicht hilft hier auch ein Kompass, der die Drehung des Fahrzeuges überwacht. Problematisch sind da aber die Magnetfelder der Motoren (oder die der anderen Teilnehmer). Abre das sollte, wie in Flugzeugen auch in den Griff zu bekommen sein... Gruß Elmar

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08.08.2003, 09:44

Kompass halte ich für zu ungenau. Nur 1/10 Grad Abweichung machen auf 20m Flur schon ordentlich was aus. Oder sich mit einem Laserpointer an die erste Ecke Stellen. Das Fahrzeug richtet sich auf dem ersten Streckenabschnitt selbst aus und kann Aufgrund der exakten Weginformationen des optischen Sensors selber weiterfahren. Gruß

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08.08.2003, 13:57

Hallo! @Elmar Das "Auffinden" von Wänden mit dem hohen Pegel an einer S/W Kamera mit IR-Scheinwerfer würde ich gern mal versuchen. Dazu habe ich mal zwei Fragen: 1.: Reichen für erste Experimente auch IR-Dioden oder sollte ich mir lieber einen besagten IR-Scheinwerfer zulegen. 2.: Kann ich die Pegel, welche für die Wand stehen, auch mit dem Oszi finden oder muss ich da einen MC verwenden? Danke! M.

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08.08.2003, 14:14

Hi, S/W-Kameras reagieren im gegenastz zu Farbkameras auch deutlich auf IR-Strahlung. IR-Dioden eignen sich daher auch. Ein IR-Scheinwerfer besteht ja schließlich aus vielen IR-Dioden. Interessanterweise reagieren die meisten Kameras wesentlich stärker auf IR-Strahlung als auf sichtbares Licht. Auch könnte man das Sichtbare Licht mit speziellen Filtern rausfiltern, so kann man dafür sorgen, dass unter Umständen störende Umgebungslicht entfernt wird. Das Videosignal einer Kamera hat einen Pegel von bis zu 1Vpp. Die Sync-Impulse sind negativ. Die meisten Oszis lassen sich auf die Sync-Signale triggern. V-Sync bedeutet, dass nach jedem Bild synchronisiert wird, H-Sync nach jeder Zeile. Je mehr Licht einfällt, desto höher ist der Pegel des Videosignals. Kontrastschwankungen (Helles Objekt vor dunklem Hintergrund oder umgekehrt) können durch Flanken im Videosignal erkannt werden. Die Position auf dem Bild kann durch auswertung der Sync-Signale und der Zeit bis zur Flanke ausgewertet werden. Weisse Wände bzw. Bereiche werden im Videosignal einfach durch einen hohen Pegel dargestellt. Auf em Oszi kann man das je nach einstellung sehen. Ein MC braucht zur Auswertung entweder einen Schmidt-Trigger oder besser einen schnellen A/D-Wandler. Tip: Wenn man ein Bild auf Bewegungen untersuchen will, kann man sich durch die Sync-Signale Zeitpunkte aussuchen, deren Wert mit den Wert von dem vorigen Bilddurchlauf verglichen werden. Ändert sich der Wert stark, so hat eine ewegung stattgefunden. So kann man eine Überwachungskamera gleichzeitig als Bewegungsmelder nuzen, um z.B. die Beleuchtung einzuschaltn. Die Kamera muss natürlich genügend sehen (mit IR-Scheinwerfer). Gruß Elmar

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08.08.2003, 14:34

Hallo! Besten Dank, wieder was gelernt! <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0> Tschüß M.

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08.08.2003, 22:18

@ Elmar Das mit dem Kompas habe ich auch schon probiert. Leider geht ein elektronischer Kompass nicht, da die Steigleitungen im Gebäude zu starke Felder erzeugen. Ein Flugzeugkompass geht ganz bestimmt nicht! Das sind Kreiselkompasse, welche mit Druckluft auf ein paar tausend U/min hochgeschraubt werden. Eine Druckluftflasche noch nachschleppen ist zuviel. Aber die Idee mit der opt. Maus ist gut! Mal sehen, vielleicht ergibt sich da was mit einer Kombination mit anderen Sensoren (optisch, Ultraschall etc.)

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09.08.2003, 10:33

Hi, interessant wäre ein extrem empfindlicher HAL-Sensor, der nur auf gleichfelder reagiert. Die Wechselfelder werden dann ausgeblendet. Oder der wagen orientiert sich sogar an den Leitungen, also so eine art Funkfeuer <IMG SRC="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" ALT=":-)" BORDER=0> Bei der Serco haben die ein extrem empfindliches Gerät mit zwei HAL-Sonden, das auf 1/10 µT stark reagiert. Damit kann man in mehreren km Entfernung die vorbeifahrenden Züge detektieren. Mit Versorgungsleitungen und der dazwischenliegenden Trafostation hat das Gerät keine schwierigkeiten. Druckluft ist immer gut, sieht man ja bei "Robot-Wars". So ein kleiner CO2 Feuerlöscher bringt ordentlich Fetz. Kann auch eine Sodasprudlerpatrone oder eine Auarium-CO2-Flasche sein, die sind auch klein <IMG SRC="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" ALT=":-)" BORDER=0> Gruß Elmar

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17.08.2003, 17:04

In Flugzeugen werden außer den Kreiselinstrumenten und dem Magnetkompass heuzutage sogenannte Lichtkreisel eingesetzt. Mit ihnen kann man Bewegungen um eine Achse feststellen. Sie funktionieren folgendermaßen: Ein Laserlicht wird in 2 Lichtimpulse aufgespalten. Diese durchlaufen in entgegengesetztem Sinn zwei LWL's die zu einer Schnecke gewickelt sind (soweit ich weiß mehrere km lang). Am Ende werden die Lichtimpulse wieder überlagert. Durch die Phasenverschiebung, die es bei einer Drehung gibt, Intereferieren die Lichtwellen unterschiedlich und erzeigen damit unterschiedliche Lichthelligkeiten, die dann von der Drehgeschwindigkeit abhängig sind. Ein Sensor verwertet dies dann, und kann so exakt auf die Drehgeschwindigkeit sowie den neuen Kurs zurückrechnen. Für dein Robbie dürfte sowas aber etwas zu teuer sein <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" border=0> Viele Grüße Steffen

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17.08.2003, 22:49

So Hörr Inscheniör, alles gar nicht so schwör. Endlich habe ichs wieder gefunden, dat Teilchen vonne Bewegungsmelderasse. Ich habe jetzt NICHT mehr obiges gelesen, aber was ich bis letztens gelesen hatte war ohne folgendes: Conrad Hauptkatalog 2004, Seite 997 oben links. Ein Radar-Sensor auf Mikrowellenbasis um Bewegungsvorgänge zu erfassen. Kotzt ca. 50 Euronen. Damit wurden vor Jahren schon Alarmanlagen gebaut die durch mehrere Räume hindurch Bewegungen erkennen konnten. Also für z. B. drei Räume ein solches Gerät. Der Sensor kostet allerdings allein soviel, ohne irgendwelche Auswerte-Elektronik. Gruß Winnie

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18.08.2003, 00:19

hi, zur objekterkennung würde ich einige sharp GP2D12(bis 80cm)oder GP2Y0A02YK(bis 150cm) nehmen gibt´s beide bei micromaus. oder ein oder 2 rotiernd auf einem servo anbringen. oder gameboy camera, billig bei ebay und einfach mit mc auszulesen, oder noch besser cmucam(die kann das meiste selbst). eine kombination aus us und ir wird am besten funktioniern. maus wird aber problematisch, wenn sie angehoben wird, ab 2-3 mm funktionieren optische mäuse nicht mehr. und auf teppichboden, etc sowieso nicht, meine zumindest nicht. dann lieber die umdrehungen der räder messen und den drift vernachläßigen, bei den geschwindigkeiten dürfte es kaum eine rolle spiele, da die genau orientierung mittels sensoren funktioniert, die entfernung nur grob, noch dem motto irgendwo zwischen 10 und 15 m muss ich eine linkskurve fahrn, die strecke wird ja nicht so schmal sein. mfg jeffrey

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29.02.2004, 20:01

Tach. Warum kompliziert? mal eben nen Cybot bei eBay für 50 Euronen weggefangen und den rechten Sonarsensor (eigentlich ja radar weils ja auch überm Wasser ist?!) auf unempfindlich gestellt und ab gehts immer rechtsrum am Gebäude lang. Abbiegen geht dann automatisch. Die Einbuchtung kommt das Teil alleine wieder raus (Falls es vorher reinpasst). Sonar und Radar unterscheiden sich etwas, vielleicht isses beim Rennen ja erlaubt? Geht auch über die lichtsensoren vom Bot, müsstest nur irgendwie irgendwo helle Punktlichtquellen aufstellen oder ihn ab und an mit nem Blitzlicht anfotokopieren. Dann fährt er in deine richtung bis er wieder nen Blitzlicht sieht. Oder im Verfolgungsmodus rennt dir die Kiste dann per Radar hinter dir her. Naja, nur ein paar Einfälle die mir spontan gerade kamen. Falls ihr sonstige ideen und nichts gegen das teilen mit anderen habt, dann mailt mir was ihr habt. Fotos, Zeichnungen oder eben Text. Oder schreibt in mein robot-Forum meiner realrobots cybot Seite. Wenn ihr wollt dann veröffentliche ich das in der Constructions-Abteilung meiner Webseite. Vielleicht kann das ja jemand anderes auch gebrauchen. <a href="http://www.battlecore.de" target=_top>http://www.battlecore.de</a>