roboforum.ru

Всем привет! Необходимо разработать дешевый лазерный дальномер, с диапазоном измерений хотя бы 3 метра (точности достаточно 5-10 см). В моем понимании дешевый дальномер - это когда готовый модуль стоит в районе 15-20$, не больше.

ВАЖНО Цель разработки:
Банальный пример, у меня маленький робот-машинка, надо определить есть ли перед ним препятствие. Препятствия определит легко и ИК и УЗ, но что если перед роботом находится большая яма? При чем желательно это сделать с расстояния в 2 метра. Сами понимаете, что при таком углу к горизонту, УЗ и ИК не подойдут, ибо будут отражаться вскольз от земли в бесконечность. И мы никогда не поймем, есть ли там яма. А точку лазера мы легко будем видеть с 2х метров. И вот если расстояние до точки при заданном углу к горизонту вдруг значительно возросло, значит впереди все таки яма.



Описание и методы
1) Метод - триангуляция (здесь описаны принцип и пример реализации на PC+webcam).
2) Дешевая камера (10-15$), например эта. Обсуждение на робофоруме + схемы включения, здесь на японском (чуть ниже описание на англ) схемы включения + код для ардуины, вот еще на английском. Возможно взять какую-то другую камеру, но подобную по габаритам и цене.
3) Простой дешевый МК, например atmega168. Да, памяти и быстродействия там не хватит на полноценную обработку изображения, но насколько я изучил тему, можно взять всего ~3 строки изображения камеры, работающую в режиме минимального разрешения. И искать в них самую яркую точку от лазерной указки. В крайнем случае маленькую дешевую память на плату к МК.
4) Дешевая маломощная китайская лазерная указка (диод). Маломощная - до 1-2 мВт, или сколько там разрешено по нормам, если напрямую светить в глаз без последствий. Да, в солнечную погоду такой дальномер работать не будет, но тут уже придется идти на жертвы.

Потом думаю данный проект выставить в OpenSource всем желающим, думаю на робоформе интересующихся найдется немало (альтернатива ультразвуку, ИК). Ну и продавать можно как дешевый и компактный дальномер.
А мне его необходимо использовать в собственном массовом приборе. Но в силу его компактности, низкой стоимости, я не хочу применять обычные бандуры-вебкамеры и мощные МК. По той же причине не использую ИК модули (на 3-5 метров дальности они уж слишком громоздки).

Бюджет обсуждаем, предлагайте. Будет особенно круто, если данную идею раскрутить на робофоруме и скинуться всем месте на разработку-доработку. Также приветствуются другие идеи и предложения по вариантам измерения расстояния.

ну и шуточки у вас с утра.
вместо 168й меги будет дешевле купить 32х разрядный арм с частотой 24-72мгц + к тому же будет больше флеша, оперативы и ещё куча всего лучше. если подвинуться в цене до 5-9$, можно смело расчитывать о 120-168мгц и ещё большем кол-ве флеша, озу и прочих плюшек. и не факт, что в выбраном арме не окажется dcmi и тем более не факт, что с нужнуой камерой через него нельзя будет работать. лазерный диод + камера + проц + мелочёвка по цене будет дороже готового дальномера, а параметры намного хуже. эту монстроидальную хреньку вы компактной называете? кхе. скип, скип,... имхо сомнительная альтернатива ик дальномерам. gp2y0a710k0f, текущая цена вопроса 17$. если нужно определять расстояние до метра, так второй рядышкойм прикрутить, gp2y0a02yk0f или gp2y0a21yk0f сейчас стоят 8$ и это всё равно в данном случае будет лучше самоделки. +это розничные цены с учётом стоимости доставки из китавая.

Angel71 писал(а):ну и шуточки у вас с утра.
вместо 168й меги будет дешевле купить 32х разрядный арм с частотой 24-72мгц + к тому же будет больше флеша, оперативы и ещё куча всего лучше. если подвинуться в цене до 5-9$, можно смело расчитывать о 120-168мгц и ещё большем кол-ве флеша, озу и прочих плюшек. и не факт, что в выбраном арме не окажется dcmi и тем более не факт, что с нужнуой камерой через него нельзя будет работать.

Я совсем не разбираюсь в армах, от того и не знаю что будет лучше. У атмеги168 потребление 10 мА и меньше, мощный арм кормить будет не чем (ведь на 24-72 МГц он явно не 10 мА кушает?). К тому же под арм я никогда не писал, что тоже аргумент, ибо мне придется заниматься изучением нового семейства, как под него платы разводить, программаторы и т.д. и т.п., что не желательно, ибо проект надо сделать побыстрее. Хотя этот вариант обсуждаем.

лазерный диод + камера + проц + мелочёвка по цене будет дороже готового дальномера, а параметры намного хуже. эту монстроидальную хреньку вы компактной называете?

повторюсь, у меня свое устроство, дальномер туда я впихнуть не могу, он должен быть встроен внутрь моего прибора. Ну да, размер камеры 1х1 см, плюс обвес. Что тут мостроидального?

имхо сомнительная альтернатива ик дальномерам. gp2y0a710k0f, текущая цена вопроса 17$. если нужно определять расстояние до метра, так второй рядышкойм прикрутить, gp2y0a02yk0f или gp2y0a21yk0f сейчас стоят 8$ и это всё равно в данном случае будет лучше самоделки.

Не подходят мне ИК. Размеры большие, дальность 150-200 см для меня мало (а на 5 метров они супергромоздкие), да и по характеристикам. Я УЗ сонары пробовал, так там при определенном углу к горизонту звук просто отражается и улетает в бесконечность (думаю с ИК будет то же самое) + диаграмма направленности широкая. А с лазером данные проблемы хорошо решаемы.

Банальный пример, у меня маленький робот-машинка, надо определить есть ли перед ним препятствие. Препятствия определит легко и ИК и УЗ, но что если перед роботом находится большая яма? При чем желательно это сделать с расстояния в 2 метра. Сами понимаете, что при таком углу к горизонту, УЗ и ИК не подойдут, ибо будут отражаться вскольз от земли в бесконечность. И мы никогда не поймем, есть ли там яма. А точку лазера мы легко будем видеть с 2х метров. И вот если расстояние до точки при заданном углу к горизонту вдруг значительно возросло, значит впереди все таки яма.

В общем если у Вас есть предложения (порядок суммы), предлагайте, будем обсуждать.

oleamm писал(а):В общем если у Вас есть предложения (порядок суммы), предлагайте, будем обсуждать.

да предложили уже всё
GP2Y0A710K0F дальность от 1 до 5,5 метров
размер 2 см на 6 см
компактней ты всё равно не сделаешь

Myp писал(а):

oleamm писал(а):В общем если у Вас есть предложения (порядок суммы), предлагайте, будем обсуждать.

да предложили уже всё
GP2Y0A710K0F дальность от 1 до 5,5 метров
размер 2 см на 6 см
компактней ты всё равно не сделаешь

Посмотрите, я обновил первый топик, добавил объясняющую картинку. Вы хотите сказать ИК справится?
6 см для меня много. Максимум 3х3. Меньше можно сделать, если например поместить платы под камерой "бутербродом". То есть уменьшим ширину за счет увеличения длины. Именно этот вариант мне и нужен, именно потому я не могу использовать широкие ИК.

ты в 3х3 собираешься впихнуть и лазер и камеру?
тогда может начать с теории? с принципа измерения расстояния триангуляцией?

Myp писал(а):ты в 3х3 собираешься впихнуть и лазер и камеру?
тогда может начать с теории? с принципа измерения расстояния триангуляцией?

Я думаю максимальное приемлемое для меня расстояние между камерой и лазером = 2-3 см, иначе вся задумка бесмыссленна. Триангуляцию подробно не изучал, но на видео по ссылкам выше, в работающих приборах лазер отделен от камеры примерно на 5 см и с таким разнесением легко измеряют до 40 футов (13 метров). Отсюда я сделал вывод, что с расстоянием лазер<-->камера 3 см. хотя бы до 3 метров можно измерить.

oleamm писал(а):Я совсем не разбираюсь в армах, от того и не знаю что будет лучше. У атмеги168 потребление 10 мА и меньше, мощный арм кормить будет не чем (ведь на 24-72 МГц он явно не 10 мА кушает?). К тому же под арм я никогда не писал, что тоже аргумент, ибо мне придется заниматься изучением нового семейства, как под него платы разводить, программаторы и т.д. и т.п., что не желательно, ибо проект надо сделать побыстрее. Хотя этот вариант обсуждаем.

менее 10ма на меге для данной задачи это сомнительно. смутно помню, но в общем случае на потребление влияет частота процессора, какие команды выполняются и какая переферия задействованна.
в даташите про потребление очень много написано, для каких режимов приведены графики, что задействовано и т.д. а, вот

The current consumption is a function of several factors such as: operating voltage, operating frequency, loading of I/O pins, switching rate of I/O pins, code executed and ambient temperature. The dominating factors are operating voltage and frequency.

3.3-3.6в при 20mhz очень сомнительная затея
вот от cortex-m3 (stm32f103x4/stm32f103x6)

при каком напряжении не сильно вчитывался, вроде в начале

Typical values
Unless otherwise specified, typical data are based on TA = 25 °C, VDD = 3.3 V (for the 2 V ≤ VDD ≤ 3.6 V voltage range). They are given only as design guidelines and are not tested.

и про 3.6в к таблице не было указано. ну не сильно и важно, вот еще табличка

и ещё от cortex-m4f (stm32f405/stm32f407)

при желании можно под микроскопом сравнить набор команд и мипсы (ни одинаковых частотах) в реальных приложениях у авр и cortex`ов и потом это всё пересчитать на ватты. авр уже не так хорошо будет смотреться. в cortex-m4f ещё есть dsp/fpu, что делает совсем бессмыленным сравнение с авр. с армами не знакомы, время ограничено, а быстро разобраться с стм без жуткого бубна и матов мало кому удаётся. ладно, икс с ними, забудем, что они вообще существуют.
с одной стороны есть готовые, недорогие дальномеры, кода под самые расспространённые мк море, описание всех плюсов и минусов в сети давно есть. нужно просто взять один на 1-5м дальномер или как вариант к нему ещё какой с меньшим расстоянием, прикрутить к прототипу своего изделия и можно достаточно быстро завершить проект. недорого и быстро.
с другой вы настойчиво хотите убить кучу времени что бы в итоге сделать дальномер, который будет дороже и хухе по параметрам. мысли в слух: проц для данной задачи слабоват. размеры картинки в пикселях далеко не последняя вещь, влияющая на точность. достать мелкий (5-6мм) лазеный ик диод не очень большая проблема. для тестов можно за копейки или вообще бесплатно достать любой cd/dvd, там как раз мелкий и маломощный ик лазер стоит. а вот линзу для фокусировки... понятия не имею, проблема её достать или нет и подойдёт ли та линза, что в cd/dvd есть. с размерами итоговой платы да, наверно немного погорячился - если постараться (а толку от того, что камера будет 0.5*0.5см или 1*1см? проц, обвес, дорожки), вполне можно даже и в ~6*2см впихнуть. мелкую камеру ещё найти нужно - подходящая цена, интерфейс, режим работы, размеры. потом, если не найдёте исходников для работы с камерой, ещё нужно будет с ней немного повозиться. после этого ещё нужно будет заняться собственно алгоритмом обработкой картинки и вычисления расстояния, который в финале должен работать "на лету". и как закончите, нужно будет придумать как это всё аккуратненько в мелкокорпус запихать, а линзочку вообще с ювелирной точностью пристроить.
это совсем непонятно:

oleamm писал(а):повторюсь, у меня свое устроство, дальномер туда я впихнуть не могу, он должен быть встроен внутрь моего прибора.

почему нельзя встроить шарповские?
смотря на ту каритнку, что вы добавили сегодня, лезет в голову одна нехорошая мысль. едет машинка, едет, а потом останавливается, поворачивает на 90 градусов и перед самым её носом начинаются ступеньки. а ещё лучше ямка какая, допустим пол метра в диаметре. толку от этого дальномера c информацией, что там через несколько метров? или серву прикручивать, что бы мотыляла вверх-вниз или второй дальномер для коротких расстояний. сегодня ещё на такой наткнулся https://solarbotics.com/product/33320/, именно этот дорого, но если поискать, не исключено, что что-то подешевле подвернётся.
п.с. если вы не ошиблись подфорумом, то в варианте самоделки это ещё больше скажется на себестоимости + если вы хотите заказать разработку, то какая вам разница, человек будет использовать не авр, а подберёт более-менее подходящий арм? я же писал, что можно подобрать более дешевый арм, который будет немного пошустрей и с большим количеством памяти. если за такую же цену или чуть дороже, то альтернатива вообще будет поприятней. не обязательно же кочегарить по максимуму мегагерцы - разрядность, несколько десятков и тем более сотня с хвостиком кбайт озу и dsp/fpu лишними не будет.

Angel71 писал(а):с одной стороны есть готовые, недорогие дальномеры, кода под самые расспространённые мк море, описание всех плюсов и минусов в сети давно есть. нужно просто взять один на 1-5м дальномер или как вариант к нему ещё какой с меньшим расстоянием, прикрутить к прототипу своего изделия и можно достаточно быстро завершить проект. недорого и быстро.

Повторюсь, я бы взял готовое, но мне необходимо встроить его в мой прибор. а прибор будет массовым, у меня не самоделка какая-нибудь для "дома поиграться", вот в чем дело.

Angel71 писал(а): для тестов можно за копейки или вообще бесплатно достать любой cd/dvd, там как раз мелкий и маломощный ик лазер стоит. а вот линзу для фокусировки... понятия не имею, проблема её достать или нет и подойдёт ли та линза, что в cd/dvd есть.

Да проще китайскую указку. Лазером из cd/dvd можно глаз выжечь.

Angel71 писал(а):с размерами итоговой платы да, наверно немного погорячился - если постараться ... , вполне можно даже и в ~6*2см впихнуть. мелкую камеру ещё найти нужно - подходящая цена, интерфейс, режим работы, размеры. потом, если не найдёте исходников для работы с камерой, ещё нужно будет с ней немного повозиться. после этого ещё нужно будет заняться собственно алгоритмом обработкой картинки и вычисления расстояния, который в финале должен работать "на лету". и как закончите, нужно будет придумать как это всё аккуратненько в мелкокорпус запихать, а линзочку вообще с ювелирной точностью пристроить.

На заводе все точно пристроят. А вот с разработкой да, проблемы, затем сюда и обратился.

Angel71 писал(а):смотря на ту каритнку, что вы добавили сегодня, лезет в голову одна нехорошая мысль. едет машинка, едет, а потом останавливается, поворачивает на 90 градусов и перед самым её носом начинаются ступеньки. а ещё лучше ямка какая, допустим пол метра в диаметре. толку от этого дальномера c информацией, что там через несколько метров?

Замечание хорошее. Но я подумал что такого не будет по специфике работы. Робот будет ездить без резких поворотов, оттого смотреть надо только вдаль. Серва не нужна точно.

Angel71 писал(а):п.с. если вы не ошиблись подфорумом, то в варианте самоделки это ещё больше скажется на себестоимости + если вы хотите заказать разработку, то какая вам разница, человек будет использовать не авр, а подберёт более-менее подходящий арм? я же писал, что можно подобрать более дешевый арм, который будет немного пошустрей и с большим количеством памяти. если за такую же цену или чуть дороже, то альтернатива вообще будет поприятней. не обязательно же кочегарить по максимуму мегагерцы - разрядность, несколько десятков и тем более сотня с хвостиком кбайт озу и dsp/fpu лишними не будет.

Согласен. Если есть человек, который готов все сделать, то почему бы и не взять арм. Просто исходил из того, что сам в армах не силен.

В целом Вам интересно предложение? Во сколько грубо оцениваете работы по времени/средствам? Буду рад обсудить.

Дома валяется камера(https://www.sparkfun.com/products/8668) и stm32f4-discovery, который в принципе поддерживает такую камеру. Еще бы 70 часов в сутках было...

не трать время)
у паралакса уже есть готовый лазерный дальномер, 90 баксов
на плате припаян лазер и камера.
http://www.parallax.com/Store/Sensors/O ... roductName
размер 10х4 см

Добавлено спустя 15 минут 29 секунд:

oleamm писал(а):Я думаю максимальное приемлемое для меня расстояние между камерой и лазером = 2-3 см, иначе вся задумка бесмыссленна.

ты не можешь сделать устройство если ты не понимаешь как оно работает.
тем более просить кого-то сделать то что ты сам непонимаешь и по факту сделать невозможно.
не получится сделать дальномер с базой в 2-3 сантиметра на дистанцию в 3 метра
база будет больше, раза в 2.
примерно как у шарпа
у шарпа размер не от балды такой большой, а потому что база нужна большая, для дальних дистанций.

и в промышленном устройстве нет смысла использовать целую камеру,
надо использовать специальные линейки сенсоров, принцип как у обычной камеры, тока там разрешение не 640х480 например а 640х1
уже заранее отрезаны ненужные пикселы которые не учавствуют в измерениях.

Myp писал(а):ты не можешь сделать устройство если ты не понимаешь как оно работает. тем более просить кого-то сделать то что ты сам непонимаешь и по факту сделать невозможно.

Ну так я затем и пришел на этот форум, чтобы найти того, кто понимает, а лучше даже человека с опытом в этой задаче.

Myp писал(а):не получится сделать дальномер с базой в 2-3 сантиметра на дистанцию в 3 метра база будет больше, раза в 2.
примерно как у шарпа у шарпа размер не от балды такой большой, а потому что база нужна большая, для дальних дистанций.

По ссылкам выше я приводил пример подобного проекта, там расстояние 5-6 см, но измеряет дистанцию более 10 метров. Отсюда и исходил. На досуге начерчу и прикину, можно или нет.

Myp писал(а):и в промышленном устройстве нет смысла использовать целую камеру, надо использовать специальные линейки сенсоров, принцип как у обычной камеры, тока там разрешение не 640х480 например а 640х1
уже заранее отрезаны ненужные пикселы которые не учавствуют в измерениях.

А вот с этим согласен. Просто не встречал подобных модулей. Теперь нашел, звать этого зверя Linear CCD camera (sensor). Вопрос их цены.

oleamm писал(а):Теперь нашел, звать этого зверя Linear CCD camera (sensor). Вопрос их цены.

или наличие подходящего сканера)))

oleamm писал(а): На досуге начерчу и прикину, можно или нет.

посмотри тему про сканирующий дальномер
там есть и линейка и лазер и итоговая точность

oleamm писал(а):Ну так я затем и пришел на этот форум, чтобы найти того, кто понимает, а лучше даже человека с опытом в этой задаче.

до сих пор не нашлось такого человека потому что ты не можешь никого заинтересовать своим невнятным постом.

напиши чёткое ТЗ, точность, скорость, условия работы, что именно надо разработать? пока что ты перечислил варианты из чего можно сделать но так и не написал что именно ты хочешь получить в конце.
надо ли дополнительно проектировать плату/корпус или механическую систему крепления/юстировки лазера камеры?
как быть с прототипом?
кто и как будет его изготавливать для опробывания в железе.
из пластилина и спичек конечно можно собрать, только до готового продукта будет как до китая.
назови какие-то параметры по которым можно будет судить о том что исполнитель выполнил заказ. типа продемонстрировать рабочий прототип, исходники, чертежи.
поставь конкретную сумму за разработку и условия сотрудничества.

тогда может быть кого-то заинтересуешь.