ฉันจะใช้อะไรเพื่อตรวจหาตำแหน่งที่ระบุ (นิ้ว) กลางแจ้ง

ฉันกลับไปที่ EE หลังจากเวลาผ่านไปได้โปรดแก้ตัวด้วยความไม่รู้ของฉัน ฉันกำลังมองหาวิธีในการตรวจจับตำแหน่งระบุกลางแจ้งเพื่อนำทางหุ่นยนต์สำหรับโครงการกับลูกชายของฉัน
มีวิธีต้นทุนต่ำในการวิเคราะห์ตำแหน่งหรือใช้ GPS หรือไม่ ฉันกำลังมองหาความแม่นยำถึงนิ้ว นอกจากนี้ฉันไม่สนใจว่าฉันจะต้องวางเครื่องส่งสัญญาณบางอย่างในสถานที่ที่แตกต่างกันเพื่อให้อุปกรณ์อ้างอิง

นี่เป็นเครื่องตัดหญ้าแบบหุ่นยนต์ ฉันมีบ้านขนาด 2 เอเคอร์และบ้านของฉันอยู่ใกล้กับต้นไม้ที่เป็นอุปสรรค

เด็กชายสองคนของฉันสองคน (14 ปี, 11 ปี, 5 ปี) นำเสนอแนวคิดดังนั้นเป้าหมายที่แท้จริงของโครงการนี้คือการใช้เวลากับพวกเขาและกระตุ้นความสนใจใน EE & CE

ด้วยค่าใช้จ่ายที่กล่าวมาเป็นปัจจัย แต่ฉันไม่สนว่าเราจะทำมันในอีก 2 ปีข้างหน้าและใช้เวลาไปด้วยกัน

นี่คือแผนปัจจุบันของฉัน

• รวมพีซี Windows ไว้บนบอร์ดเพื่อที่ฉันจะได้รหัสกับเซ็นเซอร์
• Microsoft Connect บนเครื่องเพื่อช่วยในการตรวจจับสิ่งกีดขวาง (เหตุผลสำหรับ Windows PC)
• รวม GPS USB สำหรับตำแหน่งทั่วไป
• รวมกล้องเพื่อความสนุกของมัน

ใน 2 ปีถ้าฉันมีเงินอยู่ในนั้นมันก็โอเค แต่ฉันไม่ต้องการที่จะเริ่มต้นด้วย GPS ราคาแพงบ้า

ขอบคุณทุกคนที่ช่วยฉัน !!!!

คุณควรพิจารณาการพลิกระบบ หุ่นยนต์ไม่จำเป็นต้องระบุตำแหน่ง เพียงแค่ต้องรู้ว่าต้องทำอย่างไร สิ่งนี้สามารถสื่อสารได้จากพีซีแบบคงที่ผ่านลิงก์ WiFi ด้วยการเชื่อมโยงดังกล่าวมันไม่สำคัญว่าหุ่นยนต์จะระบุตำแหน่งหรือทำในการติดตั้งแบบคงที่และจากนั้นผลลัพธ์จะถูกส่งไปยังหุ่นยนต์ หากหุ่นยนต์ขาดการเชื่อมต่อ WiFi มันก็สามารถหยุดได้ ที่ทำให้มันออกจากช่วงและดังนั้นไม่ได้รับข้อมูลที่ควรหันกลับในขณะเดียวกันการตัดสวนดอกไม้ทั้งหมดในพื้นที่ใกล้เคียง ฉันคิดว่ามันเป็นความคิดที่ดีที่จะทำให้หุ่นยนต์ง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และวางภาระให้มากในการติดตั้งแบบคงที่ซึ่งง่ายต่อการตรวจสอบแก้ไขและทำงานด้วย

ฉันไม่ได้ทำสิ่งนี้จริง ๆ แต่นี่คือสิ่งที่ฉันคิดขึ้นมาในขณะที่คิดถึงปัญหาของคุณ ให้ตัวส่งสัญญาณ IR แบบหมุนบนหุ่นยนต์ สิ่งนี้อาจหมุนหนึ่งครั้งต่อวินาที มันยิงออกมาในแนวตั้งที่ค่อนข้างแคบของ IR ที่ได้รับการปรับ จากนั้นให้คุณติดตั้งเซ็นเซอร์ IR รอบ ๆ สถานที่ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ต่อพ่วง สิ่งเหล่านี้บ่งบอกเมื่อพวกเขารับรู้ลำแสงจากหุ่นยนต์ซึ่งจะเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของช่วงเวลาการทำซ้ำ โดยการเปรียบเทียบเวลาของสัญญาณจากเซ็นเซอร์ต่าง ๆ และการรู้ตำแหน่งของพวกเขาคุณจะสามารถคำนวณตำแหน่งของหุ่นยนต์ได้ เวลาที่ชดเชยจากเซ็นเซอร์สองตัวที่หารด้วยระยะเวลาของสัญญาณจะบอกมุมที่สัมพันธ์กันของเซ็นเซอร์สองตัวดังที่เห็นจากหุ่นยนต์ ด้วยเซ็นเซอร์ที่เพียงพอและคณิตศาสตร์จำนวนมาก (ทำได้อย่างง่ายดายบนพีซีที่ทันสมัยในเวลาเพียงเสี้ยววินาที) คุณสามารถแก้ปัญหาสำหรับตำแหน่งที่แน่นอนของหุ่นยนต์ จากนั้นพีซีจะส่งคำสั่งที่เหมาะสมไปยังหุ่นยนต์ผ่านการเชื่อมต่อ TCP ผ่านลิงค์ WiFi

หุ่นยนต์ไม่ต้องการข้อมูลตำแหน่ง "ความคิด" ทั้งหมดได้ทำบนพีซีที่ได้รับการแก้ไขแล้ว ความต้องการของหุ่นยนต์ทั้งหมดคือระบบฝังตัวขนาดเล็กที่มีโมดูล WiFI และสแต็ก TCP / IP คุณสามารถส่งคำสั่งพื้นฐานไปยังหุ่นยนต์เช่นทิศทางสัมพัทธ์ความเร็ว ฯลฯ

ข้อมูลจากเซ็นเซอร์สองตัวทำให้หุ่นยนต์อยู่ในส่วนโค้งซึ่งรวมถึงเซ็นเซอร์ทั้งสองด้วย ส่วนโค้งที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับการชดเชยมุมของเซ็นเซอร์ทั้งสอง ในทางทฤษฎีสิ่งที่คุณต้องมีก็คือสามโค้งซึ่งหมายถึงเซ็นเซอร์สามตัว ฉันจะใช้อีกหลายครั้งเพื่อให้เซ็นเซอร์แต่ละตัวสามารถเลื่อนออกชั่วคราวด้วยเหตุผลต่างๆ นั่นจะทำให้เกิดปัญหามากเกินไป แต่ด้วยอัลกอริทึมที่ถูกต้องคุณสามารถใช้ประโยชน์จากข้อมูลทั้งหมดนี้และค้นหาตำแหน่งที่เป็นไปได้มากที่สุดของหุ่นยนต์

อย่างที่ฉันพูดฉันไม่ได้ลอง แต่ฉันคิดว่าคุณควรจะได้ความแม่นยำที่ดีพอที่จะควบคุมเครื่องตัดหญ้า อย่างน้อยรูปแบบนี้จะไม่พึ่งพาสิ่งใดที่มีราคาแพงโดยเฉพาะอย่างยิ่งยากที่จะหาได้หรืออะไรก็ตามที่ผลักดันสิ่งที่คุณสามารถวัดได้อย่างสมเหตุสมผลในสนามหลังบ้านของคุณเอง

คำตอบก่อนหน้านี้จัดการปัญหาจากมุมมองของวิธีการตัดหญ้าสามารถตรวจจับตำแหน่งของมัน อย่างไรก็ตามเซ็นเซอร์อาจเป็นภายนอกเช่นในบ้าน วางกล้องเพื่อให้พวกเขาสามารถมองเห็นเครื่องตัดหญ้าได้ทุกที่ในบ้านของคุณ ใส่สัญลักษณ์หรือธงหรือสิ่งที่มีสีสันบนเครื่องตัดหญ้าและจุดอ้างอิงบางส่วน (หรือใช้ตัวสะท้อนแสงอินฟราเรดหรือไฟ LED ด้วยวิธีนี้คุณสามารถติดตั้งตัวกรองรอยบากบนกล้องและปล่อยทิ้งไว้เพียงเล็กน้อย เนื่องจากกล้องได้รับการแก้ไขแล้วตำแหน่งของจุดอ้างอิงและตัวตัดหญ้าภายในเฟรมวิดีโอควรให้ข้อมูลการแปลที่ชัดเจน ความแม่นยำจะขึ้นอยู่กับความละเอียดของกล้อง ด้วยวิธีนี้คุณไม่จำเป็นต้องใช้จ่ายมากเท่าไหร่บนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนบอร์ดและรหัสการประมวลผลภาพของคุณสามารถเรียกใช้

ฉันสามารถนึกถึงสองสามวิธีที่สิ่งนี้อาจทำได้สำเร็จขึ้นอยู่กับช่วงที่คุณต้องการให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ (เมตรหรือ 100 เมตร)

อย่างไรก็ตามจีพีเอสจะไม่ให้ความแม่นยำระดับนิ้วกับฮาร์ดแวร์ที่ใช้งานได้ง่าย เพื่อให้ได้ความแม่นยำนั้นคุณจะต้องดำเนินการแก้ไขส่วนต่างเฟสของพาหะ แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่ยุ่งยากเกินไป แต่ก็ไม่ง่ายเหมือนการเสียบโมดูล คุณสามารถดูโครงการนี้เพื่อดูการนำไปปฏิบัติ

วิธีที่ง่ายกว่าอาจจะใช้ IR หรือบีคอนแบบอุลตร้าโซนิคและใช้เซ็นเซอร์บนหุ่นยนต์เพื่อกำหนดช่วงสัมพัทธ์ระหว่างมันและบีคอนต่างๆ ตัวรับสัญญาณที่ติดตั้งเซอร์โวสามารถแยกมุมของตัวส่งสัญญาณและความแรงของสัญญาณสัมพัทธ์ น่าเสียดายที่คุณไม่น่าจะได้ความแม่นยำระดับนิ้วด้วยวิธีนี้

อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้เว็บแคมและรูปร่าง / สีที่รู้จักกันดีและเรียกใช้การรับรู้ภาพอย่างง่าย ใช้สมการ (อาจจะหมุนเวบแคมด้วยสเต็ปเปอร์มอเตอร์) เพื่อหาตำแหน่งที่คุณอยู่ สิ่งนี้สามารถทำได้ถ้าคุณมีซีพียูอุ้มมากบนบอร์ด (เช่น BeagleBone หรือเน็ตบุ๊ก) แทนที่จะเป็นสิ่งเล็ก ๆ เช่น Arduino

ฉันจะดูเส้นทางที่แตกต่างจากคำตอบอื่น ๆ ทั้งหมดเหล่านี้ ฝังลวดในบ้านของคุณรอบปริมณฑล ขับด้วยวงจรเล็ก ๆ ที่ส่งสัญญาณ 100kHz (หรือบางอย่าง) ซึ่งจะง่ายต่อการตรวจจับด้วยแพลตฟอร์มมือถือ มันเป็นเทคนิคเดียวกับที่ใช้โดยระบบไร้สติที่ใช้เพื่อให้สุนัขอยู่ในสนาม นรกคุณอาจคว้าหนึ่งในหน่วยเพื่อใช้เป็นเซ็นเซอร์

นั่นจะทำให้คุณควบคุมปริมณฑล หากคุณสัมผัสสัญญาณ 100kHz แสดงว่าคุณอยู่ที่ขอบ แน่นอนว่าการทดสอบนี้โดยไม่ต้องใช้เครื่องตัดหญ้าเป็นครั้งแรก (บางทีการออกแบบครั้งแรกของคุณควรเป็นรถ R / C ที่ได้รับการดัดแปลงให้ทำเช่นนี้ฉันยังทิ้ง Windows PC และคว้าระบบ Arduino พวกมันราคาถูกและเป็นการลงทุนเบื้องต้น ไม่กี่ร้อยดอลลาร์และรถ R / C คุณมีต้นแบบของคุณแล้ว

ในฐานะผู้ปกครองฉันค่อนข้างมั่นใจว่าคุณต้องการทำให้ปลอดภัยที่สุด นี่จะหมายถึงการไม่ผูกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ไว้กับสองจังหวะที่ไว้ใจได้ของคุณ ดูว่าคุณสามารถหานิตยสาร Radio-Electronics ฉบับเก่าได้หรือไม่จากยุค 80 พวกเขามีการออกแบบเครื่องตัดหญ้าแบบหุ่นยนต์ที่นั่นเรียกว่า Lawn Ranger แน่นอนว่าคุณจะไม่สร้างการออกแบบดั้งเดิมขึ้นมาใหม่ แต่มีนวัตกรรมใหม่ ๆ มากมายรวมถึงเซ็นเซอร์ที่ง่ายต่อการสร้างเพื่อตรวจจับหญ้าที่ตัด (การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางการตรวจจับรอบ ๆ และการนำทาง) และที่สำคัญพวกเขามีการออกแบบเฉพาะสำหรับ ใบมีดตัดซึ่งปลอดภัยกว่าเหล็กกล้าที่แข็งกระด้างเป็นปอนด์ที่ถูกเหวี่ยงออกไป ระบบการตัดของพวกเขาคือแผ่นดิสก์ที่มีการแกว่งคู่กับใบมีด x-acto ที่ติดตั้งไว้กับพวกเขา แผ่นดิสก์จะหมุนซึ่งหมายความว่าถ้าหิน (หรือเท้า!) ได้ในแบบที่มันจะให้ ส่งผลให้ได้รับบาดเจ็บน้อยลง ฉันขอแนะนำให้ตรวจสอบชุดบทความและใช้หลักการบางอย่างกับการออกแบบที่ทันสมัยของคุณ คุณอาจได้รับจากห้องสมุดสาธารณะของคุณ ฉันรู้ว่าฉันมีพวกเขา

ขอให้โชคดีฟังดูเหมือนเป็นโครงการที่ยอดเยี่ยมที่จะทำให้เยาวชนมีความสนใจและมีความคิด

ฉันสงสัยว่ามันจะเป็นไปได้ที่จะใช้ GPS กับไจโรในการติดตามตำแหน่งที่เสถียรหรือไม่ เราสามารถใช้วิธีการเรียนรู้ตรรกะแบบคลุมเครือหากรู้วิธีและมีสัญญาณข้อผิดพลาดตำแหน่งเสถียร (PES) จากทั้งสองแหล่ง GPS สำหรับการตรวจจับตำแหน่งขนาดใหญ่ +/- 10m และ Gyro's หรือวิธีอื่นสำหรับการติดตามตำแหน่งระยะสั้น +/- 0.1m

แผน 1) วัดข้อมูลการติดตามเส้นทาง GPS สำหรับเด็กแต่ละคนตัดหญ้าโดยใช้วิทยุ Zigbee หรือระบบรวบรวมข้อมูลบนเครื่องบิน ต่อมาวิเคราะห์ความเสถียร, รูปแบบ, ความเร็ว, ประสิทธิผลของโปรแกรมการวิเคราะห์เส้นทางที่รวมระยะทาง, วิเคราะห์ความกระวนกระวายใจของลาด, การทับซ้อนหรือจำนวนแทร็ก X & Y ที่มีประสิทธิภาพ

2) จากนั้นเลือกเส้นทางที่เหมาะสมและจดจำ (เศษคุกกี้) สำหรับการบันทึกเส้นทางต่าง ๆ ที่ใช้โดยเด็กแต่ละคนและประเมินเส้นทางที่บันทึกไว้สำหรับประสิทธิภาพของเส้นทางและความปลอดภัย

3) วัดค่า PES ของเส้นทางต่าง ๆ โดยการตัดโดยใช้เวกเตอร์มุมฉากเวกเตอร์เอียงแทร็กวงกลมและพิจารณาข้อผิดพลาดการติดตามที่มีประสิทธิภาพสำหรับวิธีการแนะนำยานพาหนะแต่ละคันและแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับสุนทรียศาสตร์ที่แตกต่าง

เพียงใช้สัญญาณตำแหน่งที่บันทึกไว้เพื่อการวิเคราะห์จากนั้นลองติดตามหุ่นยนต์ด้วยระบบควบคุมเซอร์โว 4 ช่อง (แก๊ส, พวงมาลัย, เบรกและอื่น ๆ )

บทเรียนที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการเรียนรู้วิธีการสื่อสาร (กับเด็ก ๆ ลูกค้าและวิศวกร) การเรียนรู้วิธีการเขียนสเป็กก่อนออกแบบเป็นบทเรียนที่ใหญ่ที่สุด อินพุต, กระบวนการและเอาต์พุตใด, อินพุตสิ่งแวดล้อมและพารามิเตอร์ที่สามารถทดสอบ / วัดได้พร้อมเกณฑ์การยอมรับและการปฏิเสธ ควรมีรางวัลที่เหมาะสมสำหรับแต่ละเหตุการณ์สำคัญและผลที่ตามมาสำหรับความล้มเหลว

นี่คือภาพขนาดย่อของแผนโครงการข้อกำหนดการออกแบบและแผน DVT (การทดสอบการตรวจสอบการออกแบบ)

ความสำเร็จของคุณขึ้นอยู่กับมัน ขอให้โชคดีและสนุก

ขณะนี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นผมขออยากแนะนำให้คุณมองไปที่รูปแบบไฟล์ PDF นี้อธิบายทฤษฎีที่อยู่เบื้องหลังการ localizer เสียงจอห์นโกงของ เมื่อฉันจำได้มันอธิบายวิธีการแปลที่แตกต่างกันและอธิบายวิธีการของจอห์นซึ่งแม่นยำภายในครึ่งนิ้ว! (การตั้งค่านั้นไม่น่ารำคาญและไม่มีการให้รหัส แต่จะใช้เพื่อผลที่ดีสำหรับเหตุการณ์ RoboColumbus ของกลุ่ม DPRG (Dallas Personal Robotics Group)

/electronics//a/23506/5439

ดูคำตอบของฉันสำหรับคำถามอื่นเกี่ยวกับ LPS คำตอบสั้น ๆ ว่านี่เป็นปัญหาที่ค่อนข้างยากและระบบที่มีอยู่ค่อนข้างแพง (เริ่มต้นที่หลายพันดอลลาร์) คำแนะนำในการใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิคเป็นสิ่งที่ดีถ้าคุณ Google คุณสามารถค้นหางานศิลปะก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการใช้อัลตราซาวด์และแม้แต่เสียงที่ได้ยินได้

ปัจจุบันความโง่เขลานำเสนอหลักสูตรการเขียนโปรแกรมรถหุ่นยนต์ออนไลน์ฟรีซึ่งสอนวิธีที่ Google ทำสำหรับรถยนต์ที่ขับด้วยตนเอง โดยพื้นฐานแล้วพวกเขาใช้จีพีเอสสำหรับการวางตำแหน่งขั้นต้นพร้อมกับแผนที่ที่เก็บไว้และการตรวจจับการมองเห็นเพื่อการแปลในระดับที่มีความแม่นยำสูง ซอฟต์แวร์ใช้ตัวกรองอนุภาค

คุณสามารถทำได้ด้วย GPS เพียงอย่างเดียวถ้าคุณใช้อุปกรณ์ GPS ที่มีราคาแพงมากซึ่งใช้โดยผู้สำรวจ แต่ก็แทบจะไม่คุ้มค่า ตามที่คุณแนะนำถ้าคุณใช้ตัวรับส่งสัญญาณที่มีต้นทุนต่ำ (Xbee หรือไม่?) คุณสามารถวัดระยะทางได้อย่างง่ายดายด้วยความแม่นยำระดับสูงมากโดยส่งสัญญาณพัลส์และวัดเวลาที่ใช้เดินทางจากเครื่องส่งไปยังหุ่นยนต์ repeater ระยะไกลและกลับ นี่เป็นเหมือนเรดาร์ยกเว้นว่าจะกระเด้งสัญญาณออกจากพื้นผิวแบบพาสซีฟมันจะถูกส่งกลับโดยช่องสัญญาณที่อยู่กับที่ของคุณ

แก้ไข:เนื่องจากฉันถูกเรียกโดย Kevin ในนี้บางทีฉันควรอธิบาย ;-) (ทั้งหมดสนุกดีฉันมีความเคารพสูงสุดสำหรับ Kevin และเขาค่อนข้างถูกต้องที่ฉันไม่ได้ให้รายละเอียดเพียงพอที่จะแสดงวิธีการ ใช้สิ่งนี้)

ในการวัดความล่าช้าในการแพร่กระจายระหว่างสองจุดนั้นจำเป็นต้องมีสองสิ่งหลัก ๆ คือ 1) เส้นทางสัญญาณเส้นตรงเนื่องจากการสะท้อนแสงจะสร้างการบิดเบือน 2) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางอย่างที่ปลายทั้งสองใช้นาฬิกาที่ตรงกันและความสามารถในการวัดช่วงเวลาเพื่อความแม่นยำที่ต้องการ

นาฬิกาแบบซิงโครไนซ์นั้นค่อนข้างง่ายเนื่องจากสถานีรับสัญญาณสามารถรับสัญญาณนาฬิกาจากสัญญาณที่ส่งมาจากสถานีอื่น นี่คือการส่งข้อมูลแบบซิงโครนัสมาตรฐานพร้อมการกู้คืนนาฬิกา

นี่คือกระดาษการวัดความล่าช้าในการแพร่กระจายข้อมูลบนลิงค์ข้อมูลแบบสองทิศทาง 1.25 Gbpsที่พวกเขาได้รับความแม่นยำเช่นนี้อย่างง่ายดายในช่วง 10 กิโลเมตรของไฟเบอร์ออปติก พวกเขาระบุว่า: "มันควรจะสามารถซิงโครไนซ์ ~ 1000 โหนดด้วยความแม่นยำของนินเทนนิคอลที่สองในช่วงความยาวสูงสุด 10 กม."

ในหมายเหตุนี้มีการอธิบายวิธีการเพื่อกำหนดเวลาชดเชยระหว่างสองโหนด โหนดเหล่านี้เชื่อมต่อผ่าน 8B / 10B ที่เข้ารหัส 1.25 Gbps สองทิศทางอนุกรมเพื่อเป็นช่องสัญญาณการสื่อสารแบบจุดตัวอย่างเช่นใช้โดย 1000BASE-X (Gigabit Ethernet) การชดเชยเวลาถูกกำหนดโดยการวัดความล่าช้าในการแพร่กระจายโดยใช้สัญญาณทำเครื่องหมาย สัญญาณถูกส่งจากต้นแบบไปยังโหนดบ่าวและย้อนกลับโดยใช้ฟังก์ชันการทำงานของ serializer / deserializer (SerDes) ใน (Virtex-5) FPGAs นาฬิกาที่กู้คืนมาที่โหนดสลาฟถูกใช้เป็นนาฬิกาส่งสัญญาณของสลาฟเพื่อที่ระบบทั้งหมดจะซิงโครนัส สำหรับช่องสัญญาณการสื่อสารแบบอนุกรม 1.25 Gbps ความล่าช้าเป็นที่ทราบกันดีว่ามีความละเอียดของช่วงเวลาหน่วยเดียว (เช่น 800 ps) ความละเอียดนี้สามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้โดยการวัดความสัมพันธ์เฟสระหว่างนาฬิกาส่งและรับของโหนดหลัก เทคนิคนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถทำงานบนไฟเบอร์ 10 กม. เดียวที่ใช้ที่ความยาวคลื่นสองจุดเพื่ออำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อจุดแบบสองทิศทางเพื่อชี้จุดเชื่อมต่อระหว่างมาสเตอร์และสลาฟโหนด

ด้วย

การตั้งค่าการทดสอบครั้งแรกถูกสร้างขึ้นเพื่อตรวจสอบหลักการของการวัดความล่าช้าในการแพร่กระจายระหว่างเครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณโดยใช้ช่องทางการสื่อสารแบบอนุกรมที่เข้ารหัสซึ่งทำงานที่ 3.125 Gbps ตัวส่งและตัวรับอยู่ใน FPGAs บนสองบอร์ดพัฒนาแยกกัน การตั้งค่าการทดสอบครั้งแรกนี้แสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่จะวัดความล่าช้าในการแพร่กระจายของเส้นใยมากกว่า 100 กม. ที่มีความละเอียดหนึ่งช่วงเวลา (เช่น 320 ps ที่ 3.125 Gbps)

อุปกรณ์ที่ใช้:

การตั้งค่าการทดสอบประกอบด้วยสอง ML507 Xilinx บอร์ดพัฒนา [7] Virtex-5 FPGA ติดตั้งอยู่บนบอร์ดแต่ละอัน คณะกรรมการพัฒนา ML507 หนึ่งชุดถูกกำหนดให้เป็นโหนดหลักและอีกโหนดหนึ่งเป็นโหนดรอง Master และ Slave เชื่อมต่อผ่านตัวรับส่งสัญญาณขนาดเล็กที่เสียบได้ (SFP) และไฟเบอร์ 10 กม. สร้างลิงค์แบบสองทิศทาง ใช้เส้นใยเดี่ยวที่ทำงานที่ความยาวคลื่นคู่

ตอนนี้เห็นได้ชัดว่าการติดตั้งแบบพิเศษนี้เกินความจริงสำหรับโครงการหุ่นยนต์งานอดิเรกส่วนใหญ่ แต่สามารถทำซ้ำได้ง่ายที่บ้านเนื่องจากใช้นอกบอร์ดพัฒนาชั้นวางและไม่ต้องใช้ความสามารถพิเศษเพื่อทำงาน ในกรณีของหุ่นยนต์ลิงก์จะเป็นวิทยุมากกว่าสายเคเบิลใยแก้วนำแสง บางทีมันอาจจะเป็นลิงก์ IR เหมือนรีโมททีวีแม้ว่าฉันสงสัยว่าข้างนอกในแสงแดดจ้าที่อาจเป็นปัญหา ในเวลากลางคืนมันใช้งานได้ดี!

เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ ได้กล่าวว่าการแปลเป็นปัญหาที่ยากและความละเอียดหนึ่งนิ้วในราคาที่สมเหตุสมผลนั้นยากมาก คุณอาจจะสนใจที่จะรู้ว่ามีการแข่งขันระดับวิทยาลัยที่เกี่ยวข้องกับหุ่นยนต์ตัดหญ้าที่: ION หุ่นยนต์การแข่งขันเครื่องตัดหญ้าสนามหญ้า ฉันเป็นส่วนหนึ่งของทีมเตรียมพร้อมสำหรับไอออน ในท้ายที่สุดเราไม่ได้แข่งขัน แต่เราใช้เวลามากมายคิดเกี่ยวกับปัญหานี้ซึ่งยากกว่าที่คิด โปรดทราบว่าส่วนใหญ่ของคู่แข่งในการแข่งขัน ION ครั้งล่าสุดนั้นสร้างสนามน้อยกว่า 50% ในระยะเวลาที่กำหนดด้วยแพลตฟอร์มที่มีค่าใช้จ่ายหลายหมื่นดอลลาร์! คุณมีข้อได้เปรียบเนื่องจาก ION ไม่อนุญาตการนำทางจากภายนอกเช่นบีคอนซึ่งทำให้ปัญหาง่ายขึ้นในการแก้ไข (และคุณไม่มีเวลา จำกัด ) การดูรายงานโครงการของทีมจะเป็นแหล่งความคิดที่ดี

ถ้าฉันเริ่มดำเนินการในโครงการตัดหญ้าแบบหุ่นยนต์เหมือนของคุณฉันอาจจะใช้ GPS ราคาถูก (สำหรับสถานที่หยาบ), IR / อัลตราโซนิก / บีคอนหลายสี (ปรับ (r)), เครื่องเข้ารหัส (ประมาณตำแหน่ง) และคอมพิวเตอร์วิสัยทัศน์ (ต่างๆ) ฉันจะไม่แนะนำให้ใช้จ่ายหลายพันดอลลาร์กับระบบ GPS และ IMU ที่หรูหรา Kinect เป็นไอเดียที่ดีและแน่นอนว่าราคาถูกกว่าไลดาร์มาก คุณจะต้องเคี้ยวเยอะมากระหว่างแผนที่ความลึกและกล้อง

ฉันยังแนะนำหลักสูตร Udacity เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองเพื่อแนะนำแนวคิดที่เกี่ยวข้อง

ตอนนี้คุณได้ปรับเปลี่ยนคำถามเพื่อลบข้อกำหนดของความละเอียดหนึ่งนิ้วแล้วและบอกเราว่าคุณจะมีพีซี Windows และออนบอร์ด Microsoft Connect ฉันคิดว่าคุณสามารถทำได้ดีมากด้วยฮาร์ดแวร์บนหุ่นยนต์

คุณเคยเห็น Golf Scopes ราคาถูกที่ผู้คนใช้เพื่อค้นหาระยะห่างจากแท่นทีหรือไม่?

วิธีที่พวกเขาทำงานคือการวัดความสูงที่รับรู้ของธงบนสีเขียว (ซึ่งเป็นความสูงคงที่) และแสดงระยะทางไปยังที นี่คือสามเหลี่ยมมุมฉากแบบง่าย ๆ ซึ่งถ้าคุณรู้มุมและความสูงของด้านไกลคุณสามารถคำนวณความยาวของฐานได้ นี่คือสิ่งที่ลูกชายของคุณจะได้เรียนรู้ในรูปทรงเรขาคณิตและในภายหลังในตรีโกณมิติ

เนื่องจากบ้านของคุณดูเหมือนจะมองเห็นได้จากทุกส่วนในล็อตของคุณบางทีมันอาจจะง่ายที่จะเห็นมุมทั้งสองและระยะทางคำนวณ

ใช้พลังงานเสียงของเครื่องตัดหญ้าเอง มันเป็นนักร้องของตัวเอง หรือบางทีเสียงของมันอาจถูกนำมาใช้เพื่อปกปิดหน้ากากเสียงร้องเจี๊ยก ๆ ที่ใส่ไว้ในเครื่องตัดหญ้าหรืออาจจะตรงกับเพลาข้อเหวี่ยงหรือใบมีดก็ได้ วางไมค์บนเครื่องตัดหญ้าและตามสถานที่ต่างๆรอบสนาม รับประมาณการคร่าวๆของสถานที่ตามความดัง ไมโครโฟนที่ใกล้ที่สุดจะไม่มีปัญหาหลายอย่าง จากนั้นครอสสัมพันธ์ระหว่างเสียงจากไมโครโฟนที่ใกล้ที่สุดเพื่อประเมินความล่าช้าของเวลาเที่ยวบิน ค่าเฉลี่ยหรือตัวกรองคาลมานเพื่อกำจัดเสียงรบกวนในการประมาณความล่าช้าและใช้ตรีโกณมิติ หากคุณสามารถซ่อน (จากมนุษย์) และตรวจจับ (โดยสหสัมพันธ์ข้าม) เสียงร้องเจี๊ยก ๆ หรือการสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์บนเครื่องตัดหญ้าคุณอาจได้รับความแม่นยำเป็นนิ้ว

ลองดูhttp://porcupineelectronics.com/uploads/LR3_Data_Sheet.pdf อะแดปเตอร์ LR3 ตัวเล็ก (มันล้าสมัย แต่ตัวที่ดีกว่าอยู่ระหว่างทาง) ช่วยให้คุณเชื่อมต่อพีซีหรือ SBC กับเครื่องวัดระยะทาง Fluke 411D, ความแม่นยำถึง +/- 3 มม. ถึง 30 ม. ตามที่ฉันจำได้ หน่วยใหม่ออกมา (LR4) ทำงานร่วมกับ Fluke meters รุ่นใหม่กว่า ใช้ร่วมกับกล้องบนแพลตฟอร์มแพน / เอียงเพื่อให้คุณสามารถชี้ไปยังเป้าหมายที่รู้จักและเอ็นโค้ดเดอร์ความละเอียดสูงบนเซอร์โวแพนสำหรับการวัดมุมที่มีความแม่นยำสูงคุณควรจะสามารถวิเคราะห์ตำแหน่งหุ่นยนต์ของคุณเทียบกับแผนที่บ้านของคุณ ความแม่นยำที่คุณต้องการ คุณจะต้องตรีโกณมิติในรหัส (เหนือคณิตศาสตร์มัธยมของฉัน) ฉันพบสมการที่จำเป็นบนอินเทอร์เน็ต (Wikipedia) ฉันจะรวมที่นี่ แต่ฉันอยู่ห่างจากเครื่องที่บ้านของฉันที่จัดเก็บข้อมูล ระบบยังสามารถอำนวยความสะดวกในการสร้างแผนที่ คุณอาจต้องใช้แพลตฟอร์มที่มีความเสถียรของ Gyro ด้วยการแยกการสั่นสะเทือนแบบพาสซีฟ (เครื่องตัดหญ้ามีการสั่นสะเทือนจำนวนมาก) สำหรับการวัดในทันทีคุณอาจต้องใช้ซอฟต์แวร์การติดตามเพื่อให้เลเซอร์อยู่ในตำแหน่งเป้าหมายเช่นกัน เครื่องวัดระยะทางที่แม่นยำจะช่วยให้คุณมีเวลามากขึ้นระหว่าง "แก้ไข" ถ้าพลังการคำนวณของคุณนั้นเรียบง่าย