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### Re: [ct-bot] Verfeinerung des c't-Sim

Absender: Torsten Evers
Datum: Mi, 22.03.2006 12:24:59
In-reply-to: <44212B25.5080108@xxxxxxxxxxxx>
References: <44212B25.5080108@xxxxxxxxxxxx>

    Hallo Herr König,

    Am Mittwoch 22 März 2006 11:47 schrieb Peter König:
    > In welcher Umgebung lassen Sie Ihren Bot frei laufen? Wo sind Sie auf
    > Schwierigkeiten gestoßen, wo fühlte sich der Bot zu Hause?
    hier läuft der Bot hauptsächlich auf unserem heimischen Wohnzimmertisch (ja,
    meine Frau ist damit einverstanden und jammert nicht :P)
    Dieser hat eine kieferfarbene Oberfläche, die leichte Reflektionen erzeugt
    (sichtbar an noch etwas vergrösserten Schwankungen bei den Werten der
    Distanzsensoren im Vergleich zu mattschwarzem Bastelkarton). Größere
    Schwierigkeiten hatte ich bei einem hellblauen Teppich, bei dem der Bot trotz
    der sehr hellen Farbe (etwa RGB 120/200/200) meinte, über einem Abgrund zu
    sein.
    Sonst habe ich nach ein paar kleinen HW-Modifikationen (100nF parallel zu C5,
    100nF zwischen Pin 7 und 9 des 74HC14 und den PWM-Patch) keine grösseren
    Probleme mehr.

    > * Die Wände bestehen aus brauner Wellpappe. Die ist leicht und billig zu
    > besorgen (Verpackungskartons), zu Wandelementen zu falten und
    > aufzustellen. Darüber hinaus reflektiert die Oberfläche nicht ganz so
    > viel Licht wie weißes Papier, was die Lichtsensoren wieder stören könnte.
    Am liebsten wäre mir natürlich ein Parcour, wie er in c't 7/06, S.50 unten
    links zu sehen ist (evtl. andere Wandfarbe). Erfordert aber natürlich a)
    Platz, b) handwerkliches Geschick und c) mehr Geld als die Karton-Lösung.
    Bei der Papp-Lösung sehe ich zwei Probleme:
    1. stelle ich mir das Aufstellen nicht so einfach vor. Wie soll das passieren?
    Laschen nach links und rechts auf der Spanplatte mit Klebeband befestigen?

    2. Wellpappe streut auftreffendes Licht durch die wellige Oberfläche in alle
    möglichen Richtungen, so dass die Distanzsensoren evtl. auf die Idee kommen
    könnten, das Hindernis wäre noch weit entfernt, weil wenig Licht zurück zum
    Sensor gelangt. Ich hatte schonmal versucht, Wellpappe anzustreichen
    (Sprühlack) was jedoch a) nicht gleichmässig genug wird und b) die Pappe
    aufweicht, so dass sie sich verformt. Besser fände ich breite Umleimerrollen
    (gibt es iirc bis zu 15cm Breite) oder Pressplatten wie sie als Rückwand für
    viele Möbel verwendet werden. Als Befestigung könnte man hier Heisskleber
    nehmen, der auch leicht wieder entfernbar ist.

    > * Der Boden besteht aus roher Spanplatte. Diese hat einen einigermaßen
    > einheitlichen hellen Ton, ist preiswert zu besorgen und ausreichend
    > glatt und eben, um dem Bot ein bequemes Fortkommen zu erlauben. Größere
    > Böden können aus mehreren Platten zusammengesetzt werden. Alternative:
    > Der Boden könnte noch dazu in einer festgelegten Farbe gestrichen werden
    > (mit RAL-Nummer o.Ä.), oder bedeutet das zu viel Aufwand?
    Ich würde einen Anstrich gut finden. Ein Grün wie auf oben genanntem Bild zu
    sehen ist  schon recht schön finde ich.

    > * Löcher bestehen aus schwarzem Tonpapier -- die lassen sich damit ohne
    > viel Aufwand dem Boden hinzufügen und sind auch nicht so gefährlich für
    > den Bot wie echte Lücken.
    ...und zudem leicht an andere Stellen zu verpflanzen...finde ich gut

    > * Linien auf dem Boden kann man mit schwarzem Klebeband oder aus
    > schwarzen bzw. weißen Papierstreifen aufkleben.
    So mache ich das bereits für meinen Linienfolger. Ich verwende hier normales
    Isolierband, wie es in jedem Baumarkt zu bekommen ist. Das deckt gerade genau
    beide Liniensensoren ab, wenn der Bot genau darüber steht. Ideal!

    > * Die genormten Lichtquellen könnten aus nackten 15-Watt-Glühbirnen mit
    > Milchglas bestehen -- sie strahlen in alle Richtungen gleichermaßen und
    > sind nicht so grell, dass sie zu sehr blenden würden, wenn man direkt
    > hineinblickt. Allerdings sind sie auf Netzspannung angewiesen und müssen
    > daher per Kabel mit Strom versorgt werden. Für Hinweise auf preiswerte,
    > einheitliche Lichtquellen mit Batteriespannung, die ebenfalls rundum
    > Licht ausstrahlen, sind wird dankbar. Denkbar ist hier auch eine
    > Eigenbau-Lösung, für die wir gerne eine genaue Bauanleitung
    > veröffentlichen würden.
    Würde ich einfache Fassungen nehmen, die mit Heißkleber befestigt werden. die
    Kabel könnten über eine Öse aus dickerem Draht, die an einer der Ecken des
    Parcours befestigt ist, nach oben weggeführt werden.

    >
    > * Das größte Problem für die Lichtsensoren: Wie ist die Umgebung des
    > Parcours zu gestalten? Alles, was nicht matt und schwarz ist (Wände,
    > Möbel, Fenster, Spiegel....), erzeugt Reflektionen, die das Licht weiter
    > streuen. Am günstigsten wäre natürlich, wenn der gesamte Raum um den
    > Parcours dunkel und auch noch schwarz gestrichen oder mit dunklem Stoff
    > abgehängt wird -- ein Aufwand, der für Bot-Testläufe in der Praxis aber
    > kaum vertretbar sein wird. Oder?
    Das sehe ich ähnlich...wobei die bei der Helligkeit der Glühlampen eigentlich
    zu vernachlässigen sein sollten.

    [... Simulator ...]
    > Für den Simulator gibt es hier zwei Möglichkeiten:
    >   1. Entweder man produziert im Simulator ebenfalls künstlich
    > schwankende Meßwerte, dann kann man auch die Glättung im Simulator
    > testen (dies erfordert allerdings eine Menge Aufwand, da das Rauschen in
    > den Signalen ziemlich getreu dem der realen Welt entsprechen muss).
    >   2. Oder der Simulator liefert weiter die idealen Werte -- die
    > Glättungsfunktionen sollten diese schließlich weitgehend unbeeinflusst
    > lassen. Dann wird allerdings ein Steuerungscode ohne Glättung im
    > Simulator bestens funktionieren, der auf einem echten Bot hingegen wegen
    > des schwankenden Signals problematisch ist.
    Aus meinen Erfahrungen mit dem Linienfolger im Simulator würde ich den Schluß
    ziehen, dass zwingend annähernd realistische Werte im Simulator sein müssen.
    Diese können natürlich dann nur zu oben diskutierter Umgebung passen.

    > * Distanzsensoren: Hier scheint es durchaus Unterschiede zu geben (je
    > nach Kalibrierung und Material der Wand), ab welcher minimalen
    > Entfernung zu einem Hindernis die Distanzmessung nicht mehr zuverlässig
    > ist. Hier wären Tabellen von Ihrer Seite interessant, welche Werte die
    > Sensoren bei welchem Abstand von der Wand anzeigen (vor allem im Bereich
    > von 20 - 0 Zentimetern Distanz). Anschließend sollen die virtuellen
    > Sensoren im Simulator eine entsprechende Kennlinie erhalten.
    Korrekturwerte sind für mich 51000/45, ermittelt aus Sensorwerten bei 20 und
    60 cm mit ~300 und ~130 (dez) als Sensorwerte.
    Zudem habe ich meinem Bot "Scheuklappen" aus schwarzem Bastelkarton verpasst,
    um Streulichteinflüsse und die Störungen durch die beiden Sensoren
    untereinander zu reduzieren (s. http://www.nightwulf.org/bot_scheuklappen.jpg
    hier sieht man auch die Tischoberfläche und die Linie).

    > * Linien- & Abgrundsensoren: Deren Werte sind von diversen Faktoren
    > abhängig, zwei davon sind die Farbe und die Distanz des Untergrunds.
    > Hier erfordert die aktuelle Näherungslösung im c't-Sim noch einige
    > Korrekturen, deren Basis wiederum echte Meßwerte sein sollten -- zum
    > Beispiel bei rein schwarzem und rein weißem Untergrund (weißes und
    > schwarzes Tonpapier) und auf dem genormten (Spanplatten-)Boden; alles
    > gemessen, wenn der Bot auf dem Boden steht, und wenn er 1, 2, und  3 cm
    > darüber schwebt (gerne auch in feineren Schritten). Allerdings scheint
    > auch die Umgebungsbeleuchtung die Meßwerte zu beeinflussen -- sie sollte
    > daher möglichst nur aus einer Handvoll der Norm-Lichtquellen bestehen.
    Dazu hatte ich ja bereits auf der Mailingliste einen Patch eingereicht, der
    die Streulichtanteile herausrechnet. Ich werde für meine Sensoren hier mal
    Tabellen mit diversen, verschiedenen Untergründen und Entfernungen ermitteln
    und hier (halte ich aus Vergleichbarkeitsgründen für sinnvoll) posten.

    > * Lichtsensoren: Der c't-Sim verfügt, wie im c't-Artikel in Heft 5/06
    Damit habe ich noch nicht gearbeitet und verfüge hier daher auch über noch
    keine Erfahrungen.

    Schöne Grüße,

    Torsten Evers

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  - Re: [ct-bot] Verfeinerung des c't-Sim
    - From: Peter König

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  - [ct-bot] Verfeinerung des c't-Sim
    - From: Peter König

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