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Lokalisierung mit Ultra-Breitband-Technologie UWB

Hier noch ein paar interessante Details zum UWB: https://de.wikipedia.org/wiki/Ultrabreitband
"Ein wesentliches Kennzeichen von UWB ist, dass die gesamte Sendeleistung von wenigen Milliwatt auf einen so großen Frequenzbereich verteilt wird, dass für den Funkbetrieb schmalbandiger Übertragungsverfahren keine Störungen zu erwarten sind. Im Optimalfall ist nicht oder nur schwer erkennbar, dass überhaupt eine Übertragung mit UWB stattfindet."

Falls die Module also kein CE haben, könnte man das z.B. beim TÜV Rheinland nachholen. Die Messungen sollten dort hinsichtlich Störungen ohne Probleme verlaufen.
 
Müsste nicht zB Digikey die CE Konformität nachweisen? Ist doch Sache vom Importeur, dh dem ersten der das in die EU bringt.
 
Markus schrieb:
Wenn man 4 Barken in der Mitte der Rasenfläche hat, bleibt nur noch der Randbereich wo es in einigen Ecken nicht reicht.
Zum Vergrößern anklicken....

Bei mir steht das Haus mitten im Garten, dh ich benötige eine Erfassung rund ums Haus. Mit angebauter Garage und Terrasse ist der Grundriss so ungleichförmig das man bei fast allen Ecken einen Sender aufstellen müsste. Sonst wären große Bereiche am Haus nicht abgedeckt, und genau dort wäre eine Positionserfassung notwendig.
 
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Werner schrieb:
Müsste nicht zB Digikey die CE Konformität nachweisen? Ist doch Sache vom Importeur, dh dem ersten der das in die EU bringt.
Zum Vergrößern anklicken....
Das ist ein Schei.. Komplizierte Materie.
Das sind ja Module die so nicht ohne weiteres Einsatzfähig sind.
Unter Umständen ist der Anwender für die Einhaltung der Vorschriften verantwortlich.
Er schafft z.B. das Gehäuse (Arbeitsumgebung) und ist für die Einhaltung der Vorschriften zuständig.
Als Vertreiber einer einzelnen Elektronischen Komponente weiß man ja nicht, wie die Komponente letztendlich Eingesetzt wird.
Anders ist es, wenn man das System Fix und Fertig verkauft. Einschalten und fertig.
 
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"...Bei mir steht das Haus mitten im Garten..."

Ab einer bestimmten Anzahl könnte man sich überlegen, ob es evtl. sinnvoll/praktikabel wäre drei Module an einer höher gelegenen, alles überagenden Stelle zu installieren. Mir fallen da momentan nur 3 Teleksopmasten oder das Hausdach ein. Ein Baum oder Zaun stört nicht groß, das Haus schon...
 
Bei Montage am Dach wird das Haus den Sendebereich abschatten. Geht nur wenn man 1 Seite abdecken will, aber 360° Abdeckung wird so nicht gehen. Wird dann auch bezüglich Blitzschutz interessant.
Selbst wenn ich die im Garten aufstelle komme ich auf mindestens 6 Stück. Denn auf 40m Länge braucht man in der Mitte auch einen Sender um den Abstand zum Rand zu erhalten. Mit nur 2 Sender, Messtoleranzen und schleifender Schnitt wird das zu ungenau.

Im Anhang mal wie man die Sender bei mir aufstellen könnte.
grund.png

Attachment: https://forum.ardumower.de/data/media/kunena/attachments/1260/grund.png/
 
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Hallo Werner,

Du warst schneller. Dachmontage geht nicht,Schattenwurf. Deine Skizze toll. Auf den ersten Blick unser Grundriss.
Aber nun zum Thema. Die Satelliten müssen auch m.E. nach im äußeren Bereich stehen, damit Sie bei innen liegenden Haus(undurchdringbares Hindernis)die max. Funkabdeckung haben. Jeweils 3 Satelliten müssen immer als Dreieck zueinander stehen, damit eine Abdeckung vorhanden ist.

Gruß Marco
 
Dann werden es noch mehr Sender. Was hier eingezeichnet ist, ist undurchdringlich. Haus, Hochbeet, Gartenhaus. Einen kleinen Pool im Sommer und Bäume (klein bis groß) gäbe es auch noch.
Ich gehe daher von minimal 2 Sendern aus um 1 Position zu erhalten und >80% vom Garten abzudecken. Da sich ab und zu 2 mögliche Positionen ergeben muss man mit Odometrie vergleichen welche davon passen kann.

Wieviel Strom benötigen die DW1000? Geht es theoretisch über Solar und Akku, gleich eine Solar Gartenleuchte umbauen?
 
Mit 2 Sendern geht es temporär, da sich dann zwar 2 Positions-Lösungen ergeben, man eine aber verwerfen kann, da man nicht zwischen beiden Lösungen springen kann. Hin- und wieder 3 Sender zu empfangen kann nicht schaden.

Stromverbrauch: 31 mA beim Senden, 64 mA beim Empfangen (Korrelationsfilter ist CPU-lastig), 2 µA bei Standby (warten auf "Magic-Paket") bei Spannung 3.3v

Ablauf einer Laufzeitmessung (idealerweise setzt man "Two-Way-Ranging" ein):
http://bespoon.com/two-way-ranging/
 
Was man unbedingt für die DW1000 Module durchführen sollten ist ein Klima-Test (z.B. Simulation von Jahrestemperaturen von 15 Grad bis 45 Grad), um zu ermitteln ob die Distanzmessung dabei driftet und falls ja wie stark.

Nachtrag: machen wir anders - Benutzer trägt die gemessenen Abstände der Satelliten untereinander in die Software ein, dann kann vollautomatisch nachkalibriert werden bei Drift, da sich die Satelliten untereinander auch messen und austauschen können.
 
Thema CE - Das ist interessant: eine Firma vertreibt fertige DW1000 Evaluation Boards innerhalb EU mit dem Passus (Seite 10):

"This evaluation board/kit does not fall within the scope of the European Union directives regarding electromagnetic
compatibility, restricted substances (RoHS), recycling (WEEE), FCC, CE or UL, and therefore may not meet the technical requirements of these directives or other related directives"
http://www.sewio.net/wp-content/uploads/productlist/UWB_Ranging_Kit_datasheet_v0.1.pdf
Wo ein Wille, da ein Weg zum Vertrieb von Evaluation Boards ohne CE ;) - es darf halt nur nicht definiert sein wofür man das Board gebrauchen soll - es muss ein Evaluation Board für Entwickler bleiben, wo der Entwickler selber bestimmt was er damit letzten Endes macht (ob für ein U-Boot, eine Rakete, ein Raumschiff, Rasenmäher, Atomreaktor, Fallschirm oder was auch immer...)
 
Es gibt ja gerade mehrere Ansätze für die Lokalisierung: RTK GPS, Kamera, DW1000, Lidar.

Im Vergleich zu anderen Lokalisierungs Lösungen sehe ich hier den Vorteil das es Wetterunabhängig ist und trotz allem wenig Ressourcen benötigt.

Die Kamera hat vielleicht sogar Vorteile weil sie bei hoher Montage über Hindernisse hinweg sieht wo bei DW1000 die Funkwellen nicht durchkommen. Aber man benötigt einen PC worauf OpenCV lauffähig ist der je nach Mähzeiten bis 24/7 läuft.
Und gleich wie bei DW1000 wird man je nach Grundstück mehrere Kameras benötigen.

RTK GPS scheint nur Ausnahmsweise unter 1-2m Genauigkeit zu kommen, besser als nichts, DW1000 wäre genauer. Weitere Tests mit GPS kommen wenn das Wetter besser wird. Aber ich glaube die angekündigte Genauigkeit im cm-Bereich kann man vergessen.
Wird für sehr große Grundstücke sicher eine Option bleiben.

Lidar ist noch eine große Frage, den SLAM Algorythmus kann man so oder so brauchen.

Zu DW1000 Tests werde ich frühestens in ein paar Monaten kommen, gibt gerade einige andere große Ausgaben und Baustellen die erledigt werden müssen...
 
Und dann gibt es ja noch die althergebrachte Technik: Induktionsschleife. Das Machbare ist hier lange noch nicht ausgereizt. Wenn man die Sensoren (GPS, Feldstärke der Schleife, auch Kompass z.B.) alle kombiniert, kann man die Daten der Schleife abschnittsweise im Speicher ablegen (Kurs, Länge) und dann kann man durch ein paar Meter abfahren der Schleife ermitteln wo man genau ist. Das Mähen orientiert sich dann anhand der Schleife. Ich kann ja mal ein Video eines Mäh-Durchgangs machen wie der Indego es macht. Wenn man also an der Schleife festhalten möchte, sollte man in dieser Richtung die Ortung ausbauen.

Wer möchte dass der Roboter nicht allzu weit die Schleife abfährt, kann sich z.B. extra leichte (aber zufällige) Kurven einbauen. Damit kann der Roboter noch schneller ermitteln wo er gerade ist. Natürlich braucht das hin- und wieder Abfahren auch etwas Extra-Zeit, aber das kann man wohl in Kauf nehmen.
 
Hallo,

die Sache mit der Ultra Wideband Navigation ist schon interessant. Habe hierzu bei unseren Nachbarn aus Schweden dies hier gefunden.
hackaday.io Internetseite
Die nutzen auch das DWM1000.
So, und nun zum Schluß - Ich versteh nur Bahnhof. Wollte nur die Diskussion noch mal anstoßen
Grüße Marco
 
Hallo,

die DW1000 Module können anscheinend verbunden werden und liefern dann zusätzlich zur Laufzeit vom Sender auch noch die Laufzeitdifferenz zwischen den Modulen. Damit könnte man dann zusätzlich noch die Richtung (Winkel) zum Sender peilen (z.b. mit 3 Modulen sternförmig am Roboter) und so die Anzahl der Sender weiter reduzieren. Das sollte man noch ausprobieren :)

TDOA - time difference of arrival http://thetoolchain.com/mirror/dw1000/aps007_wired_sync_rtls_with_the_dw1000.pdf
d.h. dann müsste nicht mehr mindestens gleichzeitig 3 Sender für eine Positionsbestimmung empfangen sondern nur noch 1 Sender.

Gruss,
Alexander
 
Hallo,

wie ist denn der Status mit den Sendern? Ist das für Sunray geplant oder war das nur ein Machbarkeitstest, dessen Ergebnis ist, dass es nicht realisierbar ist?

Bisher fand ich diesen Weg als den interesantesten von allen bisher ausprobierten ...

Gruß,
Jem
 
Hallo Jem,
So wie ich das verstanden habe ist das fest für die neue Software vorgesehen.
Also wahweise Schleife oder UWB.
Zumindest schreib Alexander das hier .
Gruß
Stephan
 
Hallo,

neue Tests mit dem UWB-System ergeben dass die Reichweite stark sinkt wenn wie jetzt im Sommer alles zuwächst, wenn z.B. viele Blätter an den Bäumen sitzen. Hinter den Bäumen ist dann kein Empfang. Dasselbe passiert wenn man versucht die Antenne in ein dünnes Kunststoff-Gehäuse unterzubringen. Die Reichweite sinkt dann von 15m auf 8m. Für mich wird dieses System so immer uninteressanter.

Gruss,
Alexander
 
Hallo Alexander!

Schade - das war doch erst ein vielversprechendes Verfahren.
Danke, dass Du mit Deinem sytematischen Testen und hartnäckig detektivischem Spürsinn so erfolgreich an der Verbesserung der Orientierungsfähigkeit des Ardumower arbeitest.

Beste Grüße aus Lemförde ...

Peter
 
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