С этим, как раз, проблема не большая. Там широкий диапазон, мы просто можем прыгнуть на другую частоту и все.
Но, до сих пор, проблем с этим не было вообще.
Да, очень хорошая тема. Простая и будет работать.
Спектр применения ограничен. Но, коллеги, я всех призываю использовать смесь систем. Ни одна не будет работать во всех случаях. И не стоит пытаться. Но удачно объединять несколько под конкретные задачи и ограничения (деньги, размеры, потребление и т.д.) — в этом решение. Они друг друг дополняют, калибруют. Обеспечивают redundancy и resilience.
Поэтому, не откладывайте, а делайте такой блочек, как сделали мы с ультразвуком.
Так они что-то коммерческое сделали или на чем-то все умерло? Обидно же!
А! Так они угол считали из нескольких пар точек с известными координатами и точка пересечения — это и есть положение мобильного маяка? Круто! А мы от этого отказались. У нас точно не получалось. Получалось как-то, но совсем не так, как хотелось бы. Поэтому — трилатерация, а не триангуляция.
Ну, и хотелось, обязательно, не вводить никаких расстояния. Система сама должна все измерять. От пользователя требуется только установить на стенах/потолках маяки и обеспечить видимость мобильному маяку трех стационарных маяков за раз. Что, в общем, и сделали, в конце концов.
Но мне интересно продолжение канадской истории.
Спасибо
За это — отдельное спасибо!
Точно так. Одно дело — академическое исследование и формулы в Excel и Matlab. И совсем другое — end-user experience и счастье.
Будем стараться.
Большое спасибо за ссылки и комментарии! Очень ценно, полезно, и интересно. Для этого и опубликовались.
Да, универсального решение — one fit for all — нет. Оптимальное — одновременная комбинация между несколькими системами позиционирования: одометрия + инерциальная + Indoor «GPS». Они друг-друга дополняют.
Так делается на большинстве роботов.
Зачем сейчас люди используют — из тех, что уже купили:
— Вешают на крупных роботов и делают их автономными
— Доставка лекарств в госпиталях — пилот
— Коптер летает по восьмерке на европейском соревновании
— Рекламные роботы в России
Ездить по точкам — это очень круто! Как только ты можешь реально по ним ездить — применений очень много.
Коллеги из конторы, которая занимается автоматизацией складов, к нам на конференции в Сколково подходили. Им нужно ставить на крышу погрузчика мобильный маяк и просто знать, где именно он в данный момент, движется ли и куда. Все.
Возможно ли делать на чем-то другом? — да, скорее всего. Но, лучше, чтобы на нас.
Изменяется. Мы снаружи плотно не игрались еще. Фокусировались на indoor.
Будет больше данных — с удовольствием, расскажу.
Не стоит циклиться на абсолютной точности в сантиметрах или миллиметрах. Стоит смотреть на точность с точки зрения применительности к задачам: сможет ли он там проехать, не исказилась ли карта так, что все поменялось? Мягкие искажения, когда карта искривляется — это, на практике, и не помеха вообще. Все координаты меняются — и робота, и препятствий. Так что, это некий scale down и scale up на процент-другой.
Про ветер:
— В среднем, расстояние одинаковое. Порывы ветра могут снижать точность каких-то конкретных измерений, но робот получает такие измерения 8 раз в секунду. Он усредняет и экстраполирует свои координаты. Если совсем уж критично, снизил свою скорость и поехал медленней — чтобы лучше усреднять.
— Эта система очень хороша в связке с одометрией и инерциальными системами на самом роботе. Не надо их ей замещать. Нужно дополнять. Она делает им абсолютную корректировку, а они дают данные в сложных случаях порыва ветра и таму подобное, если, вдруг, будут проблемы. Но, пока, проблем не было.
Имеет смысл смотреть на систему с практической, а не теоретической точки зрения. На практике, большинство описанных крайних случаев не оказывает такого серьезного влияния, как можно было бы предположить. Хотя, в теории, конечно, может влиять.
Отражения — никак. Мы их избегаем.
Собственная интерференция — никак. Тоже избегаем.
Нас может убить только мощный парктроник или объемная ультразвуковая сигнализация в помещении. Ну, и, возможно, ультразвуковые отпугиватели мышей/собак/крыс, но еще не сталкивались.
Но и от этого уходим, используя другие частоты ультразвука.
Сильный ветер «свистит» в ушах (сенсорах) повышает уровень шума. Но не убивает систему.
Неоднородности влияют, конечно, но не измеряли еще как именно сильно — фокус был на помещениях. А там воздух стабилен и по температуре и по составу. Да и ветра нет.
Нужно отталкиваться от задач. Снаружи, где воздух не такой стабильный, и размеры территорий больше, но и сами объекты больше — погрузчики, автомобили, крупные роботы и крупные коптеры. Когда размеры объекта больше, ему и точность нужна меньше.
Да, все базовые основы просто и известны. Никаких особых секретов и нет, кроме того, чтобы все взять и аккуратно скрестить, чтобы работало гладко и ровно. А это непросто. Коррекции, шумы, фильтрация, синхонизация, управление маяками, управление питанием — там уйма чего сделано.
Мы изначально и делали готовую систему, которую просто можно взять и пользоваться уже прямо сейчас. В своих роботах, в чужих роботах. А для этого она должна просто работать. Взял, прикрепил на робота, USB подключил, и вот тебе координаты, как в GPS — готовая законченная система.
Выглядит впечатляюще!
Да, забыл описать о таком варианте. Фаза от нескольких источников — это красиво. Если работает на практике — вообще прелесть. Нужно изучить подробней.
А у них RFID стояли в точках с известными координатами? Если да, то это заметное усложнение для разворачивание системы, в некоторых случаях. Но, если они сами друг друга измеряли — прелестно!
Тут я не могу поделиться. В таких деталях наша фишка и есть. Весь принцип работы предложенной системы — прост и известен много много-много лет. Но сделать все ровно, чтобы все работало на практике — это непросто. Синхронизация — одна из основных сложных тем. Но не единственная.
Вы чуть подробней спросите, чтобы было понятней, что именно ответить:
— Маячки между собой измеряют расстояние по ультразвуку — задержка прихода сигнала
— Всем этим руководит по радио центральный роутер: синхронизация, раздача команд, общее управление, связь с ноутбуком, чтобы подглядывать в систему и раздавать команды
— На основании взаимных расстояний по трилатерации и с использованием небольшой магии, мы и измеряем положение мобильного маяка
Мобильный маяк устанавливается на роботе/погрузчике/тележке/машине. Свои координаты робот может узнать прямо из мобильного маяка или из роутера.
Шум — никак не мешает. Обычный шум. Мешают парктроники и объемная ультразвуковая сигнализация в некоторых помещениях и некоторые типы люминисцентных ламп, когда они в непосредственной близи. От парктроников уходим, используя другую частоту ультразвука, а от ламп — правильным размещением маяков на стенах/потолках.
Перегородки, конечно, являются принципиальной помехой. Поэтому, маяки размещаются так, чтобы не было теней и везде мобильный маяк мог слышать, как минимум, 3 стационарных маяка. Для маленьких помещений у нас есть маленькие маяки — до 10 метров, вместо до 50 метров для больших маяков.
Да, конечно, можно ставить много стационарных маяков. Вот видео, где мы ставим 11 маяков в торговом центре: youtu.be/LtMbmgaM7nU — там нет прямой видимости между крайними маяками. Система собирается из кластеров маяков. Можно закрыть помещение любых размеров, пока, есть связь по радио, а это — 100 метров в каждом направлении. То есть, до 200 метров. А это — очень-очень большие помещения.
Да, согласен. На IR можно было бы сделать. Но, тогда, получается еще одно требование по прямой видимость. Если с ультразвуком его не обойти и оно не сильно ограничивает, то с IR было бы сложно.
Мы, поэтому, и выбрали не WiFi, а низкочастотный 433 МГц ISM диапазон, что он отлично бьет через стены и в реальном офисе делает реальные 100 метров. На открытом воздухе и не тестировали на дальность и не оптимизировали радио никак, пока, потому что для наших задач.
То есть, все маяки слышат центральный роутер издалека и прямая видимость между маяками не нужна. Так мы можем закрывать большие помещения в торговых центрах. Все маяки собираются в одну систему.
Но в случаях, когда радио совсем никак нельзя, а жесткими ограничениями ограничениями от IR можно мириться, то это — неплохой вариант.
Кстати! Спасибо за ссылку. Интересна. Не видел ранее. Внимательно почитаю.
Но, до сих пор, проблем с этим не было вообще.
Спектр применения ограничен. Но, коллеги, я всех призываю использовать смесь систем. Ни одна не будет работать во всех случаях. И не стоит пытаться. Но удачно объединять несколько под конкретные задачи и ограничения (деньги, размеры, потребление и т.д.) — в этом решение. Они друг друг дополняют, калибруют. Обеспечивают redundancy и resilience.
Поэтому, не откладывайте, а делайте такой блочек, как сделали мы с ультразвуком.
А! Так они угол считали из нескольких пар точек с известными координатами и точка пересечения — это и есть положение мобильного маяка? Круто! А мы от этого отказались. У нас точно не получалось. Получалось как-то, но совсем не так, как хотелось бы. Поэтому — трилатерация, а не триангуляция.
Ну, и хотелось, обязательно, не вводить никаких расстояния. Система сама должна все измерять. От пользователя требуется только установить на стенах/потолках маяки и обеспечить видимость мобильному маяку трех стационарных маяков за раз. Что, в общем, и сделали, в конце концов.
Но мне интересно продолжение канадской истории.
Спасибо
Точно так. Одно дело — академическое исследование и формулы в Excel и Matlab. И совсем другое — end-user experience и счастье.
Будем стараться.
Большое спасибо за ссылки и комментарии! Очень ценно, полезно, и интересно. Для этого и опубликовались.
Так делается на большинстве роботов.
Зачем сейчас люди используют — из тех, что уже купили:
— Вешают на крупных роботов и делают их автономными
— Доставка лекарств в госпиталях — пилот
— Коптер летает по восьмерке на европейском соревновании
— Рекламные роботы в России
Ездить по точкам — это очень круто! Как только ты можешь реально по ним ездить — применений очень много.
Коллеги из конторы, которая занимается автоматизацией складов, к нам на конференции в Сколково подходили. Им нужно ставить на крышу погрузчика мобильный маяк и просто знать, где именно он в данный момент, движется ли и куда. Все.
Возможно ли делать на чем-то другом? — да, скорее всего. Но, лучше, чтобы на нас.
Будет больше данных — с удовольствием, расскажу.
Не стоит циклиться на абсолютной точности в сантиметрах или миллиметрах. Стоит смотреть на точность с точки зрения применительности к задачам: сможет ли он там проехать, не исказилась ли карта так, что все поменялось? Мягкие искажения, когда карта искривляется — это, на практике, и не помеха вообще. Все координаты меняются — и робота, и препятствий. Так что, это некий scale down и scale up на процент-другой.
Про ветер:
— В среднем, расстояние одинаковое. Порывы ветра могут снижать точность каких-то конкретных измерений, но робот получает такие измерения 8 раз в секунду. Он усредняет и экстраполирует свои координаты. Если совсем уж критично, снизил свою скорость и поехал медленней — чтобы лучше усреднять.
— Эта система очень хороша в связке с одометрией и инерциальными системами на самом роботе. Не надо их ей замещать. Нужно дополнять. Она делает им абсолютную корректировку, а они дают данные в сложных случаях порыва ветра и таму подобное, если, вдруг, будут проблемы. Но, пока, проблем не было.
Имеет смысл смотреть на систему с практической, а не теоретической точки зрения. На практике, большинство описанных крайних случаев не оказывает такого серьезного влияния, как можно было бы предположить. Хотя, в теории, конечно, может влиять.
Собственная интерференция — никак. Тоже избегаем.
Нас может убить только мощный парктроник или объемная ультразвуковая сигнализация в помещении. Ну, и, возможно, ультразвуковые отпугиватели мышей/собак/крыс, но еще не сталкивались.
Но и от этого уходим, используя другие частоты ультразвука.
Сильный ветер «свистит» в ушах (сенсорах) повышает уровень шума. Но не убивает систему.
Неоднородности влияют, конечно, но не измеряли еще как именно сильно — фокус был на помещениях. А там воздух стабилен и по температуре и по составу. Да и ветра нет.
Нужно отталкиваться от задач. Снаружи, где воздух не такой стабильный, и размеры территорий больше, но и сами объекты больше — погрузчики, автомобили, крупные роботы и крупные коптеры. Когда размеры объекта больше, ему и точность нужна меньше.
Мы изначально и делали готовую систему, которую просто можно взять и пользоваться уже прямо сейчас. В своих роботах, в чужих роботах. А для этого она должна просто работать. Взял, прикрепил на робота, USB подключил, и вот тебе координаты, как в GPS — готовая законченная система.
У каждого маяка есть свой номер.
Связь с роутером по радио. Он — центральный мозг.
Раньше был один из маяков — супер-маяк, но потом выделили в отдельное центральное устройство.
Но есть между нами существенные отличия.
Да, забыл описать о таком варианте. Фаза от нескольких источников — это красиво. Если работает на практике — вообще прелесть. Нужно изучить подробней.
А у них RFID стояли в точках с известными координатами? Если да, то это заметное усложнение для разворачивание системы, в некоторых случаях. Но, если они сами друг друга измеряли — прелестно!
Большое спасибо за ссылку!
Кстати, а чем их история закончилась?
— Маячки между собой измеряют расстояние по ультразвуку — задержка прихода сигнала
— Всем этим руководит по радио центральный роутер: синхронизация, раздача команд, общее управление, связь с ноутбуком, чтобы подглядывать в систему и раздавать команды
— На основании взаимных расстояний по трилатерации и с использованием небольшой магии, мы и измеряем положение мобильного маяка
Мобильный маяк устанавливается на роботе/погрузчике/тележке/машине. Свои координаты робот может узнать прямо из мобильного маяка или из роутера.
С уважением,
Maxim
ex UA3LHB, ex RV3DOS
Перегородки, конечно, являются принципиальной помехой. Поэтому, маяки размещаются так, чтобы не было теней и везде мобильный маяк мог слышать, как минимум, 3 стационарных маяка. Для маленьких помещений у нас есть маленькие маяки — до 10 метров, вместо до 50 метров для больших маяков.
Да, конечно, можно ставить много стационарных маяков. Вот видео, где мы ставим 11 маяков в торговом центре:
youtu.be/LtMbmgaM7nU — там нет прямой видимости между крайними маяками. Система собирается из кластеров маяков. Можно закрыть помещение любых размеров, пока, есть связь по радио, а это — 100 метров в каждом направлении. То есть, до 200 метров. А это — очень-очень большие помещения.
Стоимость есть на нашем сайте: 99 USD за маяк. За всю готовую систему из 4 стационарных маяков + 1 мобильный маяк + роутер + софт = 499 USD.
Мы, поэтому, и выбрали не WiFi, а низкочастотный 433 МГц ISM диапазон, что он отлично бьет через стены и в реальном офисе делает реальные 100 метров. На открытом воздухе и не тестировали на дальность и не оптимизировали радио никак, пока, потому что для наших задач.
То есть, все маяки слышат центральный роутер издалека и прямая видимость между маяками не нужна. Так мы можем закрывать большие помещения в торговых центрах. Все маяки собираются в одну систему.
Но в случаях, когда радио совсем никак нельзя, а жесткими ограничениями ограничениями от IR можно мириться, то это — неплохой вариант.
Кстати! Спасибо за ссылку. Интересна. Не видел ранее. Внимательно почитаю.