¿El método requerido para permitir que un “vehículo” de juguete siga a un “objetivo” de forma inalámbrica?

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Estoy tratando de crear un pequeño robot de juguete con la capacidad de seguir a una persona, con un alcance de unos 50 m.

Idealmente, a la persona se le proporcionará un pequeño transmisor de algún tipo, y el automóvil tendrá un receptor que le permitirá determinar la dirección del transmisor para que el automóvil pueda seguir a la persona que lo sostiene.

Sin embargo, entiendo que los sistemas como el infrarrojo requieren una línea de visión para funcionar, mientras que otros como WiFi son demasiado omnidireccionales para señalar la dirección del transmisor.

¿Hay algún método o sistema recomendado que cumpla con mis requisitos?

Agregado :

Notas:

Para elaborar, es más para tomar fotos a distancia.
Una persona mantendría una etiqueta remota y activaría un comando; después de lo cual el robot buscaría a la persona y se posicionaría en la misma dirección para tomar una foto.
Desafortunadamente, el GPS no es una solución, ya que esta aplicación es principalmente para interiores. Entiendo que las etiquetas RFID pueden funcionar aunque no estoy seguro de que tenga suficiente direccionalidad

    
pregunta John Tan

3 respuestas

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Un mecanismo de ping ultrasónico que use 3 transductores de receptor ultrasónicos en el vehículo, y un solo transductor de TX ultrasónico omnidireccional (un altavoz piezo o un ultra-tweeter de cono metálico funcionaría) en el dispositivo a seguir, daría información de dirección y distancia , siempre y cuando se pueda mantener algo que se aproxime a la línea de visión (sonido). Una ilustración simplista:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La unidad Sígueme genera un pulso ultrasónico en un intervalo de tiempo calibrado. La diferencia en el tiempo de vuelo del pulso en las tres unidades de RX permite determinar la distancia relativa de cada RX y, por lo tanto, la ubicación espacial a través de la triangulación.

Si hay una pared que bloquea una de las rutas de sonido pero no las otras, esto agregaría cierta incertidumbre al proceso, pero siempre que el Sígueme se esté moviendo, esto también se puede solucionar usando un poco de señal. Procesamiento e interpolación entre pulsos en buen estado.

Si se utilizan unidades RX altamente direccionales, la dirección se puede determinar con solo dos unidades suficientemente separadas entre sí, pero esto no permitirá la estimación de la distancia, solo la dirección angular.

    
respondido por el Anindo Ghosh
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No veo ninguna razón por la que búsqueda de direcciones de alta frecuencia no funcionaría. Puede usar la banda de 433 MHz para la cual los pequeños módulos tx / rx están ampliamente disponibles. Lo importante sería encontrar uno que proporcionara un RSSI confiable (intensidad de la señal recibida). Terminarías con tres o cuatro antenas en el robot apuntando en diferentes direcciones; el robot se orienta hacia la potencia de señal más alta, como un robot que sigue líneas.

Obviamente, esto solo funciona para conducir directamente hacia el objetivo. Si estás al otro lado de una pared o quieres que el robot conduzca a la vuelta de la esquina, se vuelve mucho más complicado. El otro problema es detener el robot cuando se acerca lo suficiente como para correr sobre tu pie.

Por otra parte, si tiene una cámara y un procesador sustancial a bordo, podría hacer que use el seguimiento de rostros para la dirección con instrucciones para mantener su rostro en el centro de su campo de visión y en un punto determinado. tamaño moviéndose hacia y lejos de ti.

    
respondido por el pjc50
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La línea de visión no significa que el tx sea direccional, PERO sí ayuda a un RX a determinar la dirección.

Quieres direccionalidad en general.

Dices que esto es para un juguete, pero incluso así, más detalles te ayudarán. Decirnos lo que realmente intenta hacer con más detalle ayudará a mejorar la calidad de la respuesta. por ejemplo, si es para algo parecido a un carrito de golf "Sígueme" para usar en cualquier campo de golf, puede valorar un sistema independiente. Si es para algo más como, por ejemplo, un carrito de medicamentos en un hogar de reposo u hospital, la capacidad de proporcionar balizas de posición o una cuadrícula de guía puede ser atractiva.

La solución técnicamente más sencilla si tiene 1 x TX y 1 x RX es un sistema de escaneo en RX (preferido) o TX. Esto probablemente será mecánico; se puede lograr de manera electrónica, pero probablemente agregue costos y complejidad a un sistema básicamente simple. Un escáner mecánico puede ser extremadamente simple y probablemente sería efectivo en esta aplicación.

Puede usar IR (infrarrojo) con un TX aproximadamente omnidireccional y usar un escáner mecánico giratorio para rotar un sensor fotográfico o un espejo o una apertura tal que la dirección en que el sensor "ve" se gire progresivamente 360 grados. Si conoce el ángulo al que apunta la entrada barrida, puede detectar la dirección en la que la entrada máxima es máxima.

Las disposiciones del espejo y la abertura tienen la ventaja de que el sensor propiamente dicho no puede girar.

El IR tiende a reflejarse bastante bien en superficies que obviamente no son ópticamente reflectivas y es posible que la máxima señal provenga de un reflejo. En general, esperaría que a medida que el remitente y el receptor se movieran, el tx tendería a ser la fuente más fuerte en promedio. Si es posible bloquear el camino directo, las reflexiones pueden generar resultados interesantes.

GPS: un sistema potencialmente útil de "alta tecnología" es utilizar receptores GPS en TX y RX con el TX enviando sus coordenadas y el RX resolviendo qué tan lejos va desde la diferencia calculada en las posiciones . Si bien el GPS sin formato no puede ser lo suficientemente preciso para la orientación precisa, siempre que TX y RX utilicen la misma constelación de satélites, es probable que produzcan una precisión diferencial mucho mejor que la precisión absoluta. [Utilizando un GPS estándar, puedo trazar un camino mientras conduzco por una calle de la ciudad, hago un giro en U en una intersección y regreso. La ruta trazada en un mapa puede sugerir que conduje en el sendero o en el lado equivocado de la calle en el tramo exterior, pero el camino de retorno normalmente se trazará dentro de un metro del camino verdadero en relación al camino hacia afuera si los mismos satélites están usado. Conduzca el mismo rumbo una hora más tarde y las rutas de ida y vuelta volverán a estar cerca de ser correctas entre sí, pero el par de rutas puede ser de más de 5 metros más que el anterior. El costo de los receptores GPS es tal que esta puede ser una solución viable en muchas aplicaciones. El método de transmisión de señales de transmisión de TX se convierte entonces sin restricciones debido a la necesidad de determinar la dirección a partir de él.

Incluso, por ejemplo, WiFi se puede hacer direccional mediante el uso de sistemas de antena mecánicos o eléctricos.

Otros métodos son posibles, pero saber más ayudará a evitar discursos largos que no sean relevantes.

Añadido:

Ahora mencionas una cámara.
Si la cámara es sensible a IR (algunos lo son más que otros), un LED infrarrojo pulsado proporcionaría una baliza visual. Una cámara por separado podría hacer lo mismo, ya sea escaneando lo anterior con un sensor fijo más un espejo giratorio o girando un mástil con la cámara o girando todo el robot. Como el dispositivo está destinado a buscar y destruir fotografías, la búsqueda rotacional inicial debe ser aceptable y potencialmente esperada. Una vez que se ve la "baliza", el robot puede moverse para mantenerlo en el centro de su campo de visión. Con un objetivo zoom de amplio rango adecuado en la cámara principal, a menudo sería posible acercar y fotografiar el objetivo desde un porcentaje sustancial de su rango objetivo, dependiendo de su encuadre fotográfico y otros requisitos.

Como se indicó anteriormente, contarnos todo lo que pueda sobre lo que está tratando de lograr ayuda en gran medida al proceso de respuesta. La muerte por mil preguntas y la información que se escurre es una forma común pero improductiva de encontrar una solución.

    
respondido por el Russell McMahon

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