Abstands-/Entfernungsmesser mittels Laser für MCU

Sat Jul 31, 2010 5:00 pm   

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Hallo!

Ich habe zu letzt einen Besitzer eines Quadrokopters getroffen und seine
Flugmanöver beobachtet. Er sagte, die automatische Höhenstabilisierung
durch Luftdruckmessung könne er in Gebäuden nicht verwenden, weil durch
Türbewegungen schnell hohe Schwankungen auftreten können und ihm das
Modell dann wortwörtlich automatisch durch die Decke fliegt.

Mir ist nun die Idee gekommen die Höhenmessung technisch wie bei
Entfernungsmessern für den Wohnungsbau (z.B.
http://www.bosch-pt.de/boptocs2-de/Handwerk-Industrie/Werkzeuge/DE/de/gw/Entfernungsmesser/101300/index.htm)
durchzuführen. Also am Modell einen nach unten gerichteten
Laser-Entfernungsmesser zu verwenden. Der ist zwar offenbar recht teuer,
aber das soll nun nicht das Problem sein.

Gibt es Chips oder Baugruppen, die den Laser und die Messeinrichtung
beinhalten, oder Komponenten, die den Aufbau ermöglichen, so dass man
die Messung mit einem Mikrocontroller steuern und auswerten kann? Und
zwar Bauteile, die man einzeln kaufen kann?

Bei Farnell habe ich nichts gefunden. Und der Begriff "rangefinder"
führt ständig auf Seiten mit Fernglas-ähnlichen Geräten. Oder auch die
super-professionellen Sensoren, die viele Punkte gleichzeitig messen und
sich dabei drehen oder ähnliches. Jedenfalls habe ich nichts brauchbares
gefunden.

Gruß, Frank
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Sat Jul 31, 2010 5:09 pm   

Frank Birbacher wrote:


Keine Ahnung, aber ich könnte mir vorstellen, eine einfache Möglichkeit
wäre, einen Beschleunigungssensor einzubauen und die beiden Messwerte zu
korrelieren. Will heissen, wenn der Luftdrucksensor kurz stark schwankt,
aber der Beschleunigungssensor keine Änderung anzeigt, dann *nicht* den
Hubschrauber durch die Decke fliegen lassen :-)

--
Frank Buss, fb_at_frank-buss.de
http://www.frank-buss.de, http://www.it4-systems.de

Sat Jul 31, 2010 5:16 pm   

Hallo,

Frank Birbacher schrieb:


Warum nicht wie die Fledermäuse? Ultraschall müsste etwas
preiswerter sein. Ein Piezo-LS als Sensor, ein einfaches
Elektret-Mikro als Sensor und etwas Elektronik die kurze
Pulse raushaut und das Echo auswertet, ähnlich einem
Echolot sollte doch machbar sein?

Die Laufzeitdifferenz sollte da im Bereich von 0.1 ms für
etwas über 3 cm liegen und noch gut auswertbar sein? Nur
so als Ansatz für einen alternativen Weg.


MfG

Uwe Borchert

Sat Jul 31, 2010 7:05 pm   

"Frank Birbacher" <bloodymir.crap_at_gmx.net> schrieb im Newsbeitrag
news:8bivlaFf0uU1_at_mid.dfncis.de...


Welch ein Unsinn.
Dann knallt der Kopter bei jedem überflogenen Tisch an die Decke.
Es nützt auch nichts, den Abstand zur Decke zu messen.
Denn beim Beschleunigen (also kippen) geht er dann hoch (Deckenabstand =
cosinus Winkel).

Jede blöde Fliege bekommt das hin ... aber die Technik scheitert.
--
Manfred Winterhoff

Sat Jul 31, 2010 8:04 pm   

Am 31.07.2010 18:09, schrieb Frank Buss:

Schon versucht, klappt aber nicht wirklich. Die "Beschleunigungen" beim
Steigen und Sinken sind viel zu klein und gehen im Rauschen (so ein
Fluggerät vibriert recht stark) unter.

Allerdings könnte ich mir Ultraschall schon vorstellen. Problem ist nur,
wenn der Kopter "kippt" (Roll, Nick)...das könnte man aber wohl anhand
der Gyros koppeln.

vg,
Wolfgang


--
From-address is Spam trap
Use: wolfgang (dot) mahringer (at) sbg (dot) at

Sat Jul 31, 2010 8:50 pm   

On 31 Jul., 18:16, Uwe Borchert <uwe.borch...@gmx.de> wrote:

Sehe ich auch so. Allerdings ist der Messwert
u.a. von der Temperatur abhängig, sodas eine
Überprüfung durch ein anderes zweites Messver-
fahren auch hier sinnvoll sein könnte. Würden
sich nicht vielleicht auch Radarmodule, wie man
sie zum Öffnen von Türen hat, mit einer speziellen
Auswerteelektronik eignen?
Gruss
Harald

Sun Aug 01, 2010 9:49 am   

Im Normalfall kommt da glaube ich nur ein Nf-Signal
raus das sich aus der Bewegungsgeschwindigkeit dessen
der sich auf die Tür zubewegt ergibt.


Wenn man die beiden Laufzeitvarianten ( cw & Puls )
als für Eigenbau nicht praktikabel aussortiert
( sowohl wegen optischer Feinmechanik als auch
wegen Schaltungstechnik ) gäbs natürlich immer
noch Triangulation.
Wohl schon seit anno Kaiser Wilhelm:
http://www.embeddedFORTH.de/temp/tr.pdf

Die kleinen Sensoren a la Sharp GP2D120 machen
4-30cm. Sender/Empfänger sind da 2cm entfernt.
Wenn man aber bei Eigenbau modulierten Laser/LED in
der Mitte nach unten anordnet und mehrere Empfänger
über die Mechanik verteilt könnte man Abstand wohl
erhöhen. Ist aber letztlich nichts was man fertig
kaufen kann sondern entwickeln müsste.

Für Triangulation gern verwendet werden PSDs.
Kleine gäbs billig bei Pollin:
http://www.pollin.de/shop/dt/NTk1OTc4OTk-/Bauelemente/Aktiv/Optoelektronik/PSD_1L5_CP1.html
Vorteil kleiner PSDs ist höhere Geschwindigkeit,
Nachteil allerdings kniffeligere optische Justage.
Grosse PSDs gibts auch, aber teuer, selten.

MfG JRD

Sun Aug 01, 2010 6:10 pm   

Frank Birbacher <bloodymir.crap_at_gmx.net> schrieb:


Es mag eine dumme Idee sein, aber: wie wärs mit ner ordentlichen
Regelung? Jedenfalls lässt sich das "durch die Decke" fliegt mit
einer passenden Regelung etwas abmildern, sodass man genug Zeit
hat gegenzusteuern.

Die Höhe - so vermute ich - wird sich ohne Intention wohl nur
beim Absturz "sehr schnell" ändern, und da könnte man dann vielleicht
die Beschleunigungssensoren zu Rate ziehen.
Mir fällt auf, dass das auch in der oben genannten Ausgangssituation
vielleicht eine schlaue Variante wäre.

rw

Mon Aug 02, 2010 7:34 am   

MaWin wrote:




Der optische Flu3 wird ausgewertet für alle Bewegungsmöglichkeiten,
damit kann eine Fliege Störungen ausgleichen. Desweiteren dient er
der Abstandsabschätzung.

http://www.google.de/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBsQFjAA&url=
http%3A%2F%2Fciteseerx.ist.psu.edu%2Fviewdoc%2Fdownload%3Fdoi%3
D10.1.1.86.3032%26rep%3Drep1%26type%3Dpdf&rct=j&q=Insect-
inspired%20estimation%20of%20egomotion&ei=yGRWTJj4HYukOP-
hjJ4O&usg=AFQjCNFwkvcJM-5G3uuWDqKZg7ZySBKKyg


Aber auch dazu gibt es bereits Versuche.

Uli

--
Bitte keine privaten Emails (Spam-Problematik).
Ich lese Newsgroups, in die ich schreibe.

Mon Aug 02, 2010 9:47 am   

Uli Wannek <no-mail_at_because.of.spam> wrote:


Dennoch (oder gerade deswegen) sind die Viecher nervig wie nur was.


Bitte nicht, gibt doch schon mehr als genug davon :-)


-ras

--

Ralph A. Schmid

http://www.dk5ras.de/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/

Mon Aug 02, 2010 12:01 pm   

Am 2.8.2010 schrub Ralph A. Schmid, dk5ras:


Glaub' ich nicht. Lies doch noch mal, was Uli schrieb:
"Fliegen sind *nicht* blöd, ihr Gehirn leistet erstaunliches!"

SCNR,

Josef
--
These are my personal views and not those of Fujitsu Technology Solutions!
Josef Möllers (Pinguinpfleger bei FTS)
If failure had no penalty success would not be a prize (T. Pratchett)
Company Details: http://de.ts.fujitsu.com/imprint.html

Tue Aug 03, 2010 9:56 am   

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Hallo!

Am 01.08.10 19:10, schrieb Robin Wenninger:

Nein, das ist sicherlich keine dumme Idee. Und diese Idee ist mir auch
schon gekommen. Letzendlich habe ich nur nach Alternativen gesucht.
Immerhin bietet die Lasermessung einen Absolutwert und könnte zum
automatischen Laden benutzt werden :)

Offenbar ist die Lasermessung nicht so einfach selbst zu bauen.

Danke,
Frank
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Tue Aug 03, 2010 10:03 am   

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Hallo!

Am 31.07.10 18:16, schrieb Uwe Borchert:

Ist Ultraschall machbar unter dem Flieger? Dort sind durch die Rotoren
doch viele Luftbewegungen und bestimm auch -verwirbelungen. Wirkt sich
das auf die Schallmessung aus?


Wie weit kann man denn damit messen? Ich habe an verschiedenen Stellen
gelesen, dass es hauptsächlich auf die Stärke des Senders ankommt. Wenn
ich bis Raumhöhe (2,5m) messen möchte, brauche ich dann mehrere Sender?

Gruß, Frank
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Tue Aug 03, 2010 10:11 am   

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Hallo!

Am 01.08.10 10:49, schrieb Rafael Deliano:

Ok, das wäre auch eine Idee. Kann ich das Licht zum Messen mit einer LED
erzeugen? Wie kann man denn auf Empfangsseite die richtige Farbe
rausfiltern? Nimmt man da Farbfilter vor dem Empfänger?

Gruß, Frank
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Tue Aug 03, 2010 12:53 pm   

Die Teile von Sharp verwenden IR-LEDs in 5mm LED-Gehäuse
und wohl winzige PSDs in 5mm LED-Gehäuse. Der Sender
muß moduliert/getaktet werden und der Empfänger a la
Synchrondemodulator dito. Um das Tageslicht rauszubekommen.
Ob man Laser oder LED verwendet hängt von der
Bündelung ab. Roter Laserpointer hat ordentliche Sender-
Optik, LEDs haben sowas selten handelsüblich.


Der Artikel der ominösen Zeitschrift ist zwar nicht
fertig sollte aber als Einführung reichen:
http://www.embeddedFORTH.de/temp/psd.pdf
Seite 1 hat den Zeilensensor, Seite 6 Applikationen.
Die Schaltungen sind hier üppig, die grossen Sensoren
ja auch teuer.

Für Fluggerät müsste man alles abspecken, Versorgung auf
5V reduzieren, Boards in SMD bauen. In der Mitte einen
Slave-Controller der den Takt gibt, den Sender ansteuert,
z.B. 4-8 A/D-Analogeingänge hat, per SPI Daten an
Haupt-Controller weitergibt. Aussen rum über Kabel
( GND, 5V, TTL-Takt, Analogsignal ) abgesetzt die
analogen Empfänger-Boards die Demodulatoren enthalten
und 0-5V Analogsignal auf den Slave-Controller abgeben.
Ob und wie gut das geht weiß ich nicht,
müsste man im Detail ausarbeiten und Muster bauen.

MfG JRD