Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lokales GPS Eigene "Satelliten"


von The W. (the_w)


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Hallo Mikrocontroller.net Team,

ich habe mich hier mal angemeldet,
weil ich bei Google nicht fündig geworden bin
oder einfach nach dem falschen suche.

Ich brauche eine Idee, und zwar würde ich gerne bei mir im Haus
ein kleines eigenes GPS (2D) aufbauen, möchte also wissen
wo mein Objekt sich befindet (X,Y). Das ganze möglichst genau,
also nicht auf einem Meter sondern eher auf ein paar cm.
Da es im inneren ist kann ich leider kein öffentliches GPS nutzen,
mit welcher Technik könnte man das lösen?
(Möglichst günstig, und kompakt z. B. mit dem Raspberry PI und 
irgendwelchen Modulen/Schaltungen etc.)

Eine Idee wäre z. B.: 3 WLAN-Access Point um dann irgendwie die 
Entfernung zu messen (Dauer der Übertragung) aber ich weiß nicht wie und 
ob das überhaupt funktioniert!

Ich würde mich auf Tipps und Antworten freuen,
vielleicht hat der ein oder andere so etwas schon einmal umgesetzt.

MfG the_w ???
...den Namen hab ich mir nicht ausgesucht!

;)

von Till U. (tuhde)


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von Thomas (Gast)


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The W. schrieb:
> Das ganze möglichst genau,

The W. schrieb:
> Möglichst günstig, und kompakt z. B. mit dem Raspberry PI und
> irgendwelchen Modulen/Schaltungen etc.

The W. schrieb:
> irgendwie die
> Entfernung zu messen (Dauer der Übertragung) aber ich weiß nicht wie und
> ob das überhaupt funktioniert!

Das gibt es nicht. Es gibt Systeme zur Indoor Positionsbestimmung (unter 
dem Begriff kann man auch googlen) aber die funktionieren nicht auf cm 
genau. Das geht schon mal wegen der vielen Reflexionen gar nicht denn 
die Laufzeit von dir zum Router ist meist nicht die direkte 
Sichtverbindung sondern eine Reflexion...
Und dann kommt noch dazu, dass das weder billig ist, noch einfach mal 
schnell entwickelt werden kann etc...

von The W. (the_w)


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Auf der Seite https://www.pozyx.io/store/detail/2
gibt es ein Modul das soll ca 10cm genau sein,
naja was heißt billig, je besser es funktioniert,
desto mehr wäre ich bereit auszugeben.
Aber 500€ pro Raum ... das ist wirklich zu viel.

Mein generelles Problem ist halt, wenn ich mit einem RC Car 
(automatisiert)
durch die Wohnung düse, dann weiß ich nicht genau wo es sich befindet.
Und sich die gefahrene Strecke zu merken, kommt mir auch sehr ungenau 
vor.
(Durchdrehende Reifen würden die Rechnung verfälschen.)
Oder gibt es dafür Sensoren? Wie macht das z.B. ein Staubsaugroboter...
Zumal ich aus eigener Erfahrung sagen kann dieser kleine Wicht leider 
auch nicht immer zur Ladestation findet.

von fm (Gast)


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Audio-Triangulation ?
Du würdest dann aber immer noch ein "Karte" im Fahrzeug benötigen.

von fm (Gast)


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Ich sehe gerade, das System im "Miniatur-Wunderland" Link funktioniert 
auch so ...

von Borislav B. (boris_b)


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Die HTC Vive macht das mit Lasern (auf mm genau). Das SDK dazu ist 
kostenlos verfügbar, du könntest es also auch für deine Zwecke nutzen.
Du musst dazu nur zwei Lightouse-Boxen in gegenüberliegende Ecken deines 
Zimmers hängen.

https://de.wikipedia.org/wiki/HTC_Vive

von Andi M. (andi6510) Benutzerseite


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wenn es um ein RC-Car in der Wohnung geht, dann wuerde ich dem Auto 
Orientierungshilfen geben. Z.B. farbige Markierungen auf dem Fussboden, 
welche per Reflex-Lichtschranke erfasst werden koennen (so machen es die 
Leute in den Roboterwettbewerben z.B. Legoleague) oder an der Raumdecke 
(per Kamera nach oben erfasst)

Falls es unsichtbar sein soll: ein Drahtnetz im 10cm Abstand unter dem 
Teppichboden welches induktiv oder kapazitiv erkannt werden kann.

Mann kann auch an die Raumdecke eine Kamera montieren und eine Software 
programmieren, welche in Echtzeit die Position des Autos anhand des 
Kamerabildes erkennt. Evtl eine kraeftige Infrarot-LED zur Markierung am 
Auto anbringen und einen IR-Filter vor die Kamera bauen, um die Aufgabe 
zu vereinfachen und die Erkennungsrate zu erhoehen.

Aber egal welches Verfahren, bei den Geschwindigkeiten eines RC-Autos 
stelle ich mir die Aufgabe recht knifflig vor. Wenn 500EUR pro Raum 
schon zu viel sind, dann wird das wohl nichts...

von The W. (the_w)


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Andi M. schrieb:
> Mann kann auch an die Raumdecke eine Kamera montieren und eine Software
> programmieren, welche in Echtzeit die Position des Autos anhand des
> Kamerabildes erkennt. Evtl eine kraeftige Infrarot-LED zur Markierung am
> Auto anbringen und einen IR-Filter vor die Kamera bauen, um die Aufgabe
> zu vereinfachen und die Erkennungsrate zu erhoehen.

Naja es ist ein Hobby-Projekt zum basteln aus Langeweile,
bzw um zu lernen, einfach so dementsprechend günstig aber funktionell
ansonsten machts ja auch kein Spaß ;)

Aber ich frage mich gerade warum nicht anderes herum?
Kamera mit relativ großem FOV ans Auto (guckt nach oben) und an der 
Decke sind min. 3 unterschiedlich starke (IR-)LEDs um Position und 
Rotation zu bestimmen.

Und die Idee mit der "Audio-Triangulation" gefällt mir auch.
Nun ich muss mich da erstmal einlesen, es gibt ja immer ne Menge zu 
beachten.

von Andi M. (andi6510) Benutzerseite


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Die "Kamera nach oben Variante" hatte ich ja auch erwaehnt - mit 
Farbmustern an der Decke.
Triangulation (egal ob akustisch oder per HF) wird vermutlich an den 
zahlreichen Reflexionen in Innenraeumen scheitern. Das geht nur bei 
hoher Daempfung im Raum, damit sicher die "erste Wellenfront" erkannt 
wird.

Vorteil der Kamera an der Decke waere, dass man die ermittelte Position 
bzw das Kamerasignal nicht drahtlos vom Auto zum Steuerrechner 
uebertragen muss. Ich vermute mal der steht ortsfest und bedient die 
Fernsteuerung.

Insgesamt aber ein interessantes Ansinnen. Berichte mal, falls Du 
Erfolge hast... :-)

von m32 (Gast)


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Eine Idee hätte ich: Wie wäre es, wenn du von mehreren Referenzpunkten 
an der Wand ein moduliertes Signal senden lässt und diese Signale 
empfängst. Aus der Signalstärke (Abstandquadratgesetz) kannst du dann, 
da du ja weißt wo die Referenzpunkte sind, berechnen, wo du dich 
befindest (einfache geometrische Überlegungen).

IR würde sich da anbieten (auch wegen der Modulation), geht dann aber 
nur bei Sichtverbindung im Raum.

von dummy (Gast)


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>Insgesamt aber ein interessantes Ansinnen. Berichte mal, falls Du
Ich denke da nur: Nicht SCHON wieder.

Das Thema taucht hier alle paar Wochen auf.
Einfach mal sie Suche bemühen. Geschafft hatte es aber
wohl noch keiner;) Jedenfalls nicht günstig.

von c-hater (Gast)


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Thomas schrieb:

> Das gibt es nicht. Es gibt Systeme zur Indoor Positionsbestimmung (unter
> dem Begriff kann man auch googlen) aber die funktionieren nicht auf cm
> genau.

Doch, das tun sie durchaus. Es ist nur nicht ganz billig, so ein System 
haben zu wollen.

> Das geht schon mal wegen der vielen Reflexionen

Was genau der Knackpunkt ist, hängt vom System ab. Reflexionen sind 
hauptsächlich bei ultraschall-basierten Lösungen das Problem. Bei 
licht-basierten Lösungen hingegen sind es meist eher die Abschattungen.

Allen System gemeinsam ist nur eins: der relativ hohe Aufwand, den man 
treiben muss, um wirklich eine über die gesamte Fläche zuverlässige 
Positionserfassung innerhalb der geforderten Genauigkeit liefern zu 
können.

von Stefan F. (Gast)


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Die Wii COntroller nutzen zwei unterschiedlich farbige Infrarot LED's 
unter oder über dem Fernseher. Im Controller befindet sich eine Kamera.

Bei der Playstation 3 hat man bunt leuchtende "Eiskugeln" in der Hand, 
und unter dem Fernseher steht eine Kamera, die darauf schaut.

Microsoft setzt auch auf eine Kamera, die erfasst allerdings nicht nur 
bunte Kugeln, sondern gleich den ganzen Körper.

Wenn also schon die drei führenden Konsolen-Hersteller auf Kameras 
setzen, würde ich erst einmal was ähnliches versuchen. Denn bei 
Spielkonsolen steht ja auch das Preis/Leistungsverhältnis an erster 
Stelle.

Traktoren, die automatisch Felder bestellen, orientieren sich ebenfalls 
an Infrarot-Baken. Statt unterschiedlicher Farben kann man auch mit 
unterschiedlicher Modulations-frequenz arbeiten. Das Licht modulieren 
halte ich ohnehin für eine gute Idee, damit die Sache auch in hell 
beleuchteten Räumen funktioniert.

von hp-freund (Gast)


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In einem anderen Beitrag hatte ich schonmal auf dieses Projekt 
hingewiesen:

http://www.sebulli.com/campos/index.php?lang=de

Es sind allerdings einige Modifikationen an der RasPiCam nötig.
Ein Pinout und Anschlussplan des Modules ( nicht des Steckers ) hatte 
ich auf einer russischen Seite gefunden, aber wieder verloren. :(

Ist sicher auch möglich eine andere Kamera zu benutzen.

Der Sourcecode ist jedenfalls dabei.

von W.A. (Gast)


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The W. schrieb:
> Ich brauche eine Idee, und zwar würde ich gerne bei mir im Haus
> ein kleines eigenes GPS (2D) aufbauen, möchte also wissen
> wo mein Objekt sich befindet (X,Y).

Du meinst ein IPS?
Nach "global" hören sich dein Szenario eher nicht an.

von Vincent H. (vinci)


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c-hater schrieb:
> Was genau der Knackpunkt ist, hängt vom System ab. Reflexionen sind
> hauptsächlich bei ultraschall-basierten Lösungen das Problem. Bei
> licht-basierten Lösungen hingegen sind es meist eher die Abschattungen.
>
> Allen System gemeinsam ist nur eins: der relativ hohe Aufwand, den man
> treiben muss, um wirklich eine über die gesamte Fläche zuverlässige
> Positionserfassung innerhalb der geforderten Genauigkeit liefern zu
> können.


Soweit ich weiß kann man die Reflexionen durch die einen Chirp als 
Signalforum ganz gut in den Griff bekommen. Vorrausgesetzt man kann die 
Korrelation vernünftig rechnen und hat sich bei der Sender/Empfänger 
Wahl schon gedanken gemacht.

von Conny G. (conny_g)


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Die können das:
http://www.decawave.com/video/decawave-paving-way-game-changing-applications

DecaWave's DW1000 is the world's first single chip UWB transceiver, 
enabling you to develop cost effective RTLS solutions with precise 
indoor and outdoor positioning to within 10 cm. Based on 
IEEE802.15.4-2011, the DW1000 is also aiming at Internet of Things 
applications thanks to up to 6.8 Mbps communication capability. 
Available NOW!


Von dem Modul hab ich schon 4 rumliegen und hoffe irgendwann mal Zeit 
zum ausprobieren zu haben.

https://hackaday.io/project/7183/instructions

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