Σχεδιασμός κατευθυνόμενης κεραίας εντοπισμού στόχου.

[bfarmer]

Αγαπητοί φίλοι,


Είμαι αγρότης και απόφοιτος πληροφορικής. Δεν έχω γνώσεις ραδιοεπικοινωνιών, ηλεκτρονικής και ανάλυσης κυκλωμάτων. Από ηλεκτρονικά έχω διδαχθεί μόνο την ψηφιακή λογική, (πύλες, αποκωδικοποιητές, επεξεργαστές, κλπ).
Προσπαθώ να ξεκινήσω ένα project ρομποτικής για εφαρμογές στη γεωργία.
Ένα από τα αρχικά πράγματα που πρέπει να κάνω είναι κάποια πειράματα εντοπισμού θέσης ρομποτικού οχήματος από ένα μικρό σταθμό βάσης.
Αρχικός σκοπός μου είναι η επίτευξη όσο το δυνατών μεγαλύτερης ακρίβειας εντοπισμού θέσης του ρομπότ σε ανοιχτό χώρο, διαστάσεων 100Χ200 μέτρων περίπου, από δύο σταθμούς βάσης ταυτόχρονα, περιμετρικά του οποίου όμως πιθανών να υπάρχουν θερμοκήπια, ή και αποθήκες με μεταλλικά πάνελ.


Έτσι λοιπόν θα πρέπει πρώτα από όλα να κατασκευάσω έναν πομπό με την ανάλογη κεραία, ο οποίος θα τοποθετηθεί σταθερά στη μία γωνία του χωραφιού. Θα πρέπει να εκπέμπει καθαρό σήμα το πολύ μέχρι 200 μέτρα. Το ηλεκτρομαγνητικό διάγραμμα ακτινοβολίας της κεραίας του θα πρέπει να είναι όσο ποιο κατευθυνόμενο γίνεται.
Δηλαδή να εκπέμπει σήμα μόνο μπροστά από την κεραία, αλλά πίσω της, δεξιά της και αριστερά της να μην εκπέμπεται σχεδόν τίποτε.


Ο σκοπός μου είναι να υπάρχει ένας δέκτης εγκατεστημένος στο ρομπότ και όταν εγώ από το σταθμό βάσης γυρίζω με το χέρι την κεραία προς το ρομπότ, αυτό να λαμβάνει το σήμα εκπομπής, αν αποκλίνω έστω και μια μοίρα από το στόχο τότε το ρομπότ θα πρέπει να χάνει το σήμα του σταθμού βάσης.


Κατέβασα το λογισμικό 4nec2, αλλά δεν έχω τις απαιτούμενες γνώσεις να χειριστώ τις παραμέτρους που απαιτεί για να πειραματιστώ με σχεδιασμό κεραίας και να βλέπω τα διαγράμματα ακτινοβολίας της.


Άρα ξεκινώ από την επιλογή της συχνότητας εκπομπής και ισχύος σήματος που πρέπει να βρω ποια πρέπει να είναι και στην συνέχεια να προχωρήσω στον σχεδιασμό της κεραίας και του πομπού.


Παρακαλώ πολύ αν θέλει κάποιος με ανάλογη εμπειρία ας μου πει την γνώμη του για το είδος τις κεραίας, την ισχύ και την συχνότητα σήματος που πρέπει να χρησιμοποιηθούν για μία τέτοια εφαρμογή.

[lepouras]

μήπως είναι πολύ ποιο δύσκολο από το να βάλει ένα δεκτή GPS επάνω στο ρομποτ και να σου στέλνει τα δεδομένα ασύρματα που είναι και ότι άλλο θέλεις ? χόρια ότι υπάρχουν και έτοιμα όλα αυτά τα εξαρτήματα και δεν θα μπλέξεις με το αν φταίει το κατασκευαστικό σου ή ο προγραμματισμός και θα επικεντρωθείς μόνο στο δεύτερο.

[kioan]

Δεν είναι απλό αυτό που σκέφτεσαι γιατί θα έχεις προβλήματα με ανακλάσεις του σήματος και είναι αδύνατον να πετύχεις όσο στενή δέσμη θέλεις από την κεραία.
Πιστεύω πως το GPS επάνω στο robot είναι η πιο απλή λύση, αν φυσικά σε καλύπτει η ακρίβεια της τάξεως των 10m που παρέχει.

Ο εντοπισμός θέσης είναι ένας αρκετά ενδιαφέρων τομέας και υπάρχουν πολλές σχετικές ερευνητικές εργασίες. Αν η ακρίβεια θέσης είναι πολύ σημαντική και δεν αρκεί το GPS, δύο άλλες λύσεις που θα σκεφτόμουν είναι:

• παραλλαγή του active bat, η εκπομπή δηλαδή παλμών υπέρηχων από το robot οι οποίοι λαμβάνονται από τουλάχιστον 3 αισθητήρες που βρίσκονται τοποθετημένοι περιμετρικά στον χώρο και οι οποίοι υπολογίζουν τη θέση του robot με τριπλευροποίηση βάσει της χρονικής διαφοράς άφιξης του υπερήχου στους δέκτες
• εντοπισμός μέσω υπολογιστικής όρασης (computer vision) από μια web camera, η οποία τοποθετημένη κάπου ψηλά παρακολουθεί το χώρο και εντοπίζει ένα fiducial που βρίσκεται επάνω στο robot

[GR_KYROS]

Για στενή δέσμη στην απόσταση που λες είναι οι Yagi Antenna 2.4 GHz
http://www.zdacomm.com/images/storie...J1921-17YG.jpg
στενότερη ακόμα δέσμη έχουν οι cantenna
https://sites.google.com/site/kyrosp...ntenna-2-5-ghz

αλλά και εγώ δεν κατανοώ το project σου, το GPS είναι μια σχετική λύσει, αλλά εγώ θα προσέγγιζα το θέμα με χαρτογραφικό αποτύπωμα το χώρου σε PC θα τον χώριζα σε τομείς, θα έβαζα έναν ασύρματο αισθητήρα σε κάθε τομέα........

[bfarmer]

μήπως είναι πολύ ποιο δύσκολο από το να βάλει ένα δεκτή GPS επάνω στο ρομποτ και να σου στέλνει τα δεδομένα ασύρματα που είναι και ότι άλλο θέλεις ? χόρια ότι υπάρχουν και έτοιμα όλα αυτά τα εξαρτήματα και δεν θα μπλέξεις με το αν φταίει το κατασκευαστικό σου ή ο προγραμματισμός και θα επικεντρωθείς μόνο στο δεύτερο.

To gps έχει 5 τετραγωνικά μέτρα σφάλμα. Με τέτοια ακρίβεια δεν μπορείς να χτίσεις εφαρμογή. Δεν ξέρω για την επαναληψημότητα του. Αν αυτή τείνει στην μονάδα, τότε ίσος με μαθηματικά να διορθώνεται η θέση, αλλά μάλλον δεν παίζει κάτι τέτοιο.

[bfarmer]

To computer vision, που μου προτείνεις, μου φαίνεται μια καλή λύση. Θα το ψάξω περαιτέρω. Αυτό που αρχικά με ενδιαφέρει είναι να μπορώ να κάνω το ρομπότ (πχ όταν σέρνει από πίσω του μια φυτευτική μηχανή), να πηγαίνει απαρέγκλιτα ευθεία μπροστά και όχι το που ακριβώς (x,y) βρίσκεται. Άρα δυο πράγματα είναι ενδιαφέροντα α)διατήρηση πορείας ρομπότ σε απαρέγκλιτη ευθεία και β) η ακριβέστατη τοποθέτηση του στην αρχή κάθε ευθείας εκκίνησης της κάθε επόμενης σειράς φύτευσης.

[Dragonborn]

Αυτό που προτείνεις γίνεται με οπτικά συστήματα, π.χ. δέσμη LED ή laser. Με ραδιοσυχνότητες γύρω στο 1-2 GHz είναι πολύ δύσκολο.

[GR_KYROS]

http://www.ns-tech.co.uk/blog/2010/0...acking-system/
http://cricket.csail.mit.edu/

[bfarmer]

Το περιβάλλων που θα δουλεύει το ρομπότ, καθημερινά μπορεί να αλλάζει (κάθε επόμενη μέρα σε διαφορετικό χωράφι). Και θα πρέπει η λύση υλοποίησης να μην έχει (κατά το δυνατών) πολλές hardware εξαρτίσεις, διάσπαρτες στο ρομποτικό χώρο εργασίας. Για την κατασκευή της cantenna έχεις τεχνικά στοιχεία (διαγράμματα, λίστα υλικών, κλπ) που θα με βοηθήσουν να την υλοποιήσω.

[bfarmer]

Αυτό που προτείνεις γίνεται με οπτικά συστήματα, π.χ. δέσμη LED ή laser. Με ραδιοσυχνότητες γύρω στο 1-2 GHz είναι πολύ δύσκολο.

Ναι και αυτό είναι μια καλή λύση. Η δέσμη laser έχει τα δικά τις προβλήματα, για να είναι χαμηλού κόστους η όλη υλοποίηση, θα πρέπει να χρησιμοποιήσω απλά laser κατάδειξης. Αυτά θα πρέπει να τοποθετηθούν σε κάθε σειρά που το ρομπότ θα ακολουθήσει. Το ψάχνω....