Se repérer dans l'espace à l'aide d'un laser

Bonjour à tous,

Dans ma quête de trouver un système permettant le repérage d'un robot traceur de plan de maison dans l'espace, j'envisage, au détriment de la triangulation par ultrasons, de plutôt suivre l'idée de Christian_R (proposée ici : Système de triangulation ultrason - #8 by Christian_R - Français - Arduino Forum) et qui consiste (si j'ai bien compris) "à faire tourner une petite diode laser rouge dans un plan horizontal avec un moteur pas à pas, à placer des catadioptres aux 4 coins du terrain pour le renvoi passif du faisceau lumineux et à se repérer par mesure d'angles avec un photo transistor de réception monté dans un tube qui tourne en même temps que le rayon".

Après avoir fait des recherches, je pense avoir compris le fonctionnement de ce système, mais me pose encore quelques questions :

  • je pense avoir compris le fonctionnement d'un photo transistor (dispositif qui convertit l'énergie lumineuse en énergie électrique) mais comment faire pour que le photo transistor ne convertisse en énergie électrique que les rayons émis par le laser ?
  • quelle est la distance maximale qui peut séparer les catadioptres de la diode laser rouge pour que le rayon puisse encore être assez reçu par le photo transistor ?

Merci d'avance pour vos réponses

lulu3030:
Bonjour à tous,

Dans ma quête de trouver un système permettant le repérage d'un robot traceur de plan de maison dans l'espace, j'envisage, au détriment de la triangulation par ultrasons, de plutôt suivre l'idée de Christian_R (proposée ici : Système de triangulation ultrason - #8 by Christian_R - Français - Arduino Forum) et qui consiste (si j'ai bien compris) "à faire tourner une petite diode laser rouge dans un plan horizontal avec un moteur pas à pas, à placer des catadioptres aux 4 coins du terrain pour le renvoi passif du faisceau lumineux et à se repérer par mesure d'angles avec un photo transistor de réception monté dans un tube qui tourne en même temps que le rayon".

Après avoir fait des recherches, je pense avoir compris le fonctionnement de ce système, mais me pose encore quelques questions :

  • je pense avoir compris le fonctionnement d'un photo transistor (dispositif qui convertit l'énergie lumineuse en énergie électrique) mais comment faire pour que le photo transistor ne convertisse en énergie électrique que les rayons émis par le laser ?
  • quelle est la distance maximale qui peut séparer les catadioptres de la diode laser rouge pour que le rayon puisse encore être assez reçu par le photo transistor ?

Merci d'avance pour vos réponses

La solution par reflexion catapdiotrique est une solution du 1er degré pour se situer dans un plan, mais pas ... dans l'espace
c'est une bonne, vieille et eprouvée solution, mais la condition 1ere est que le plan... soit plan

si tu veux tracer avec cette methode sur un terrain en salle de sport , ça peut le faire avec une bonne precision
si tu veux tracer sur un terrain de "rugby/foot" aux normes internationales, ça peut surement encore passer
si tu veux tracer sur "le terrain defoncé et boueux acheté au pere François" :grin: c'est déjà beaucoup plus problematique

Je me doute bien que ma reponse te semblera "pas enthousiasmante" mais si j'en reste au cahier des charges approximatif

budget : ~ 250€
precision 5 cm/carré de 30X30m

si ton probleme semble simple, sa resolution l'est beaucoup moins :blush:

bonjour,
juste pour augmenter le poids de la réponse d'Artouste (hooooo grand mètre), pourquoi se casser la nénette a vouloir tracer le plan d'une maison avec un robot si on met déjà des plots sur les murs?
autant faire les mesures soit même dans ce cas, ca ira plus vite.
non?
le choix des ultrasons a au moins l'avantage de n'avoir besoin d'aucun artifice pour travailler tout seul.

Allez, encore une solution:
Les conditions sont: Que le terrain ne soit pas trop défoncé (et le gars qui va coder non plus)
Que le robot ne soit pas trop petit (diamètre roues ou chenilles)
En équipant le robot d'accéléromètre et de gyroscope, il doit y avoir moyen de lui faire parcourir le chemin allant d'un point à un autre.
Les changements de direction étant chargés au départ par un logiciel add-hoc.
Pour limiter les dérives, et pour les grands terrains, on peut faire en deux fois en partant de coins opposés.
Mais des dérives, il ne doit pas y en avoir, puisqu'elles sont gérées par les instruments.

@ Carolyne
et tu te repères comment?
ca veut dire que tu as déjà fais le plan de la maison, alors que le but est de le faire via le robot si j'ai bien compris :wink: sans connaitre justement les obstacles pour les tracer.
un gyroscope et accéléromètre n'ont jamais palié le fait qu'une roue ou chenille peut riper et donc provoquer une dérive ou faire éviter un obstacle.

autre inconvénient du laser, s'il rencontre une vitre, une partie va la traverser, voir la totalité et donc ce sera interprété comme un vide et le robot ira bille en tête dedans.

infobarquee:
autre inconvénient du laser, s’il rencontre une vitre, une partie va la traverser, voir la totalité et donc ce sera interprété comme un vide et le robot ira bille en tête dedans.

Il me semble que sur les modèles “pro” c’est un laser UV ou IR qui sert justement.

Par "réflexion catadiotrique" je parle de 3 petits miroirs ordinaires carrés de quelques cm montés à 90° les uns des autres et formant un coin.
ça assure 3 réflexions XYZ et un retour à l'envoyeur de la lumière très précis.

Les 1ers hommes ayant marché sur la lune en ont posé un au sol, on mesure maintenant avec ce petit truc la distance terre/lune au cm près (avec un gros laser).

à infobarquee:

sans connaitre justement les obstacles

je rappelle qu'il est question de "piquetage". Qui est, si je ne me trompe la phase d'implantation d'un batiment. Il s'agit donc d'oeuvrer sur un terrain nu et sans obstacles.

un gyroscope et accéléromètre n'ont jamais palié le fait qu'une roue ou chenille peut riper et donc provoquer une dérive.

Certes, mais justement ces deux instruments sont aptes à détecter la dérive et à fournir de la data pour la corriger.

Merci beaucoup pour vos réponses.

Comme Carolyne le dit, le terrain doit être nu et sans obstacles, mais peut avoir des bosses et des creux.

@Artouste, effectivement ta réponse n'est pas très enthousiasmante, mais bon, tu as raison et il me faut faire avec et continuer à chercher.
Pour le problème de plan, j'ai pensé à mettre plusieurs catadyoptres les unes au dessus des autres de manière à ce que le robot se trouve tout le temps dans un plan (en mettant le laser et le phototransistor sur un gyroscope pour qu'ils restent horizontaux ?). Qu'en pensez vous ?
Au pire, si ma solution n'est pas bonne, je choisirai de ne traiter que des terrains plats, tampis. Le but de ce robot n'est pas d'être commercialisé, c'est juste pour apprendre.

Une petite question : quelle surface pensez vous possible de couvrir en utilisant le laser et avec quelle précision ? (je reformule ma première question)

Merci encore pour toute votre aide.

Christian_R:
Par "réflexion catadiotrique" je parle de 3 petits miroirs ordinaires carrés de quelques cm montés à 90° les uns des autres et formant un coin.
ça assure 3 réflexions XYZ et un retour à l'envoyeur de la lumière très précis.

Les 1ers hommes ayant marché sur la lune en ont posé un au sol, on mesure maintenant avec ce petit truc la distance terre/lune au cm près (avec un gros laser).

On appelle ça un coin de cube.
Il est quand même préférable d'avoir des miroir de type "optique" (avec la surface réfléchissante sur l'avant) pour éviter les réflexions multiples à travers le verre comme c'est le cas dans un miroir classique.

Christian_R:
Par "réflexion catadiotrique" je parle de 3 petits miroirs ordinaires carrés de quelques cm montés à 90° les uns des autres et formant un coin.
ça assure 3 réflexions XYZ et un retour à l'envoyeur de la lumière très précis.

Les 1ers hommes ayant marché sur la lune en ont posé un au sol, on mesure maintenant avec ce petit truc la distance terre/lune au cm près (avec un gros laser).

Bonjour Christian
il n'y a pas qu'un reflecteur (dé)posé sur la lune toujours utilisable
et ce n'est pas un coin de cube mais des matrices de coins de cubes (il existe differentes organisation)
et le calcul de distance n'utilise pas de moyens triviaux , rien que la BdT la moins precise utilisée par les stations de tir sols doit tourner autour des 25K$ et ce n'est qu'un des maillons de la chaine.

lulu3030:
Une petite question : quelle surface pensez vous possible de couvrir en utilisant le laser et avec quelle précision ? (je reformule ma première question)

Merci encore pour toute votre aide.

pour un carré de 30m de coté la diagonale est de ~42m
c'est une distance qui rentre tres bien dans le champ des petits lasers, mais je ne vois toujours pas comment resoudre ton probleme avec ton budget.
A part peut etre inverser le probleme: qu'un/des faisceaux laser externe trace l'implantation et que le robot deviennent un robot simplement suiveur

mais de toutes façons , la precision de l'implantation finale derivera de la qualité de l'implantation des points d'angle du carré.

Merci Artouste pour tes réponses.

Tu dis que un tel système coute trop cher ? Pourtant, après quelques recherches, j'ai pu voir que on peut avoir des catadioptres pour moins de 5€, des diodes lasers pour moins de 5€ aussi et des phototransistors pour aussi moins de 5€. Après il y a le coût des moteurs, cartes... mais je ne pense pas que cela dépasse les 250€. Peut-être suis-je tombé sur du mauvais matériel ou ai-je loupé quelque chose ?

Merci encore

lulu3030:
Merci Artouste pour tes réponses.

Tu dis que un tel système coute trop cher ? Pourtant, après quelques recherches, j'ai pu voir que on peut avoir des catadioptres pour moins de 5€, des diodes lasers pour moins de 5€ aussi et des phototransistors pour aussi moins de 5€. Après il y a le coût des moteurs, cartes... mais je ne pense pas que cela dépasse les 250€. Peut-être suis-je tombé sur du mauvais matériel ou ai-je loupé quelque chose ?

Merci encore

Ce n'est pas intrinsequement là le cout de tel ou tel composant qui est important
mais le cout final du projet.

et comme dans tous projets il faut mettre ses idées à l'epreuve

achete(recupere, fais toi preter) un petit laser, un phototransistor, un catadiopotre
et fait déjà un test de recuperation de signal capteur en situation sur un degré de liberté et sur un plan plan. :grin:

Ton ecole ne serait pas dans le XV Paris par hasard ? 8)

Tu as raison Artouste je vais d'abord faire des tests. Non mon école (lycée) ne se trouve pas dans le XV de Paris, mais dans le sud de la France, à côté de Montpellier, Lunel plus précisément. Pourquoi ?

lulu3030:
Tu as raison Artouste je vais d'abord faire des tests. Non mon école (lycée) ne se trouve pas le XV de Paris dans le sud de la France, à côté de Montpellier, Lunel plus précisément. Pourquoi ?

:grin:
Parce que je connais une ecole (lycée pro orienté batiment) dans le XV qui serait capable de proposer ce challenge à ses "etudiants" :grin: et que si cela avait été le cas j'aurais eventuellement pu "discuter IRL" 8)

Entre mon "travail" et mon domicile j'ai souvent eu l'occasion d'assister à des expes et des epreuves d'examens

pour l'anecdote : la 1ere fois c'etait il y a quelques années lorsque je suis tombé sur ce que je pensais etre un simple
"relevé de terrain" (hors milieu educatif) : utilisation d'un chariot HF sondeur de sol et implantation de jalon : tout ce qu'il faut pour que je m'arrete et que je regarde :grin: (pavlov quand tu nous tient XD )

Je commence à discuter avec un jeune , je lui demande ce qu'il fait , il m'explique plus ou moins bien (sans me dire qui il est ) , me fais voir son plan, je vais a l'essentiel et je vois que son implantation ne colle pas (ça crevais reelement les yeux) , je commençais à lui expliquer "pourquoi selon moi" lorsque j'ai vu debouler un type me hurlant : "Monsieur, sortez c'est un examen" :grin:
ce à quoi j'ai repondu : "il faudrait peut etre baliser la zone d'examen et en informer le public, et n'allez pas penaliser le jeune, il a été poli en repondant à mes questions "
ça c'est bien evidemment terminé de maniere courtoise

Depuis la zone d'examen reste la meme, mais elle maintenant bien signalée lors des epreuves.

du Artouste quoi ! :grin:

Une dernière question qui me vient à l'esprit : comment faire pour que le phototransistor ne détecte que la longueur d'onde du laser ? En lui mettant dessus un film qui ne laisse passer que la longueur d'onde du laser ?
Peut-être ai-je manqué quelque chose.

Merci encore

Très malin de ta part Artouste. Tu penses qu'ils avaient compris ce que tu étais en train de faire ?
Au fait, t'as fait quoi comme étude parce que tu as l'air d'en connaitre vraiment un bon paquet sur tout ce qui est élec/méca ?

lulu3030:
Très malin de ta part Artouste. T'as fait quoi au fait comme étude parce que tu as l'air d'en connaitre vraiment un bon paquet ?

:grin:
C'est déjà assez loin, mais ... des bonnes etudes qui me correspondent plutot bien 8)

OK. Désolé de te harceler avec la même question mais sais-tu comment faire pour que le photo transistor ne détecte que la longueur d'onde du laser ?

Merci d'avance