Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Planung eines GPS gesteuerten Rasenmäher
Hallo, ich befinde mich zur Zeit zwar nocht sehr weit in den Anfängen meiner Palnung, aber ich würde gern schonmal ein wenig feedback einholen, damit schon zu anfang an fehlerquellen beseitigt werden :)
Wie schon der Titel vermuten lässt, soll es sich hierbei um einen Roboter handeln der weitesgehend Autonom den Rasenmäht (ca. 1000 m² die gemäht werden müssen) da alle bisherigen Roboter bei dieser Fläche versagen oder übelst teuer sind, habe ich mich dazu entschlossen einen eigenen Roboter zu bauen. Wie lange es dauern wird dieses Projekt fertig zu stellen kann ich nicht sagen auch ob dieses Projekt Vollendet wird kann ich auch nicht genau sagen - nur eines weiß ich es ist eine hartes stück Arbeit bis es fertig wird, wenn überhaupt :). Bisher quälen mich einige sehr schwierige Fragen wie zB. der Wahl der Sensoren. Aber hier einfach mal die Vorstellung der vorhandenen Punkte:
Das System Arbeitet mit GPS, diese Punkte werden durch ablaufen der äußeren Kanten ermittelt. Die große Fläche soll dann in mehrere kleienere Flächen eingeteilt werden ca. 5 teilflächen.
Durch interpolation (linear) soll dann der Roboter dann die äußeren Kannten abfahren, und immer engere Kreise ziehen, da bei dieser großen Fläche ein sog. Choas verfahren nicht den gewünschten Erfolg bringt.
Die ganze Programmierung soll Objekt Orientiert in C++ geschehen und später auf ein Linux System portiert werden. Als rechner soll ein Mini ATX PC genommen. Über W-Lan sollen die wichtigsten Dinge abgefragt und verändert werden können wie zB. Batteriestand, Sensor Werte usw.
Was genau als Sensoren genommen werden sollen schwebt zur Zeit in der Luft, genauso wie der Antrieb und die Energie Versorgung, was ich bisher weiß eine einfache 9V Zelle wird nicht ausreichen :) daher wird denke ich der Roboter 1-2 Autobatterien benötigen. Den Weg zur Lade-Station soll der Roboter natürlich selbst finden via GPS und Ultraschall.
Da alles OO gestallten werden soll, müssen viele Dinge quasi parallel laufen dafür werde ich wohl die Cross Plattform Qt benutzen die mit Ihren Threads damit die optimale Lösung für mich darstellt.
Nun zu der Wahl der Sensoren, für größere strecken wird hier das GPS System benutzt da hier aber die genauigkeit nicht ausreichend hochgenug ist, sollen folgende Sensoren sofern möglich genutzt werden:
triviale Schalter, mit "Draht fühlern" um Busch berührungen oä. zu bemerken
IR um Hinternisse nicht einfach platt zu fahren sondern berührungslos zu umfahren. Ultraschall zur genaueren Positionsermittlung.
Als Antrieb soll ein Fahrwerk mit Allrad Antrieb herhalten (12,5mm*56mm Reifengröße) jedoch ist mir unklar ob eine konventionelle Steuerung beutzt werden soll wie zB. beim Auto oder ob hier ein art Panzer steuerung zum zuge kommen soll.
Die Energie Versorgung macht mir am meisten Sorgen da ich ca. 100 W Leistung einrechne muss diese entsprechend groß sein, und nach möglichkeit schnell nachgeladen werden können, was bestimmt nciht einfach werden wird und ich wohl oder übel Kompromisse eingehen muss.
Als Mähwerk soll ein Eigenbau herhalten mit einer Schnittbreite von ca. 50 cm .
Auch soll eine Ausnahmefehler Einheit dabei sein, die zB. verhindert dass, das Mähwerk weiterläuft wenn der Roboter umkippt oder hochgehoben wird. Ausserdem wird eine Diebstahl sicherung von Nöten sein.
Meiner Meinung nach wird der Bau ca. 1-2 Jahre dauern bis alles läuft wie es soll. Zu erst soll nur ein Rechteck gemäht werden evtl. mit einigen Hindernissen um zu schauen wie das gesamt System darauf reagiert.
Was meint ihr habe ich eine realistische Chance das Projekt zu realisieren?
Ich meine es gibt sehr große Probleme wie Zb. der Antrieb und die Energie versorgung habt ihr ein paar Tipps für mich?
Habe ich bisher wesentliche Dinge vergessen mit einzubeziehen?
Habt ihr vielleicht eine Ahnung wie ich zB. Rasen von Erde am besten unterscheiden kann? (ein Kamera System soll nach möglichkeit nicht eingesetzt werden)
Zu meine Vorkenntnissen: ich selbst habe eine Elektrotechnische Ausbildung hintermir und studiere im 3 Sem. Elektrotechnik mit Schwerpunkt in der Informationstechnik.
mfG Björn
Besserwessi
01.11.2008, 21:19
Die Genauigkeit von GPS wird wohl ein Problem sein. Das dürfte übertrieben gesagt gerade mal reichen ob man nicht doch beim Nachbarn ist. Mit Fehlern so im 3-10 m Bereich hilft das nicht viel um Hindernisse wie Bäume oder Büsche zu umfahren oder die Ladestation wiederzufinden.
50 cm Mähbreite sind schon wirklich viel, da braucht man viel Leistung, die meisten Elektromäher haben eher weniger.
ja genau wie gesagt der Roboter muss sich in einem Gebiet von gut 1 Hektar zurecht finden - daher das GPS. die Drahtsensoren also cih stell mir das so vor wie fühler sollen halt erkennen ob Busch teile bzw. Äste den Weg versperren, durch die der Roboter nicht durchkommt.
Das GPS System soll mir lediglich sagen ob der Roboter im Gebiet 1-5 liegt und dann die entsprechenden Daten für die Ultraschall Sensoren laden, damit er dann weiß wo er sich in diesem Gebiet befindet.
also im Prinziep ist es eine kombination zwischen GPS und Ultraschall...
ich hatte erst gedacht das ich dies über Infrarot machen könnte jedoch wenn cih nicht weiß wo ich bin, dann weiß ich auch nicht wo ich hin muss um diese Daten zu holen :)
Hallo,
sind 1 Hektar nicht 10 000 m^2 ? :frown:
Waeren in diesem Falle Ziegen oder Schafe nicht angebrachter? Ausserdem hat man auch Nutzen davon z. B. Milch, Wolle usw. und "Elektronik" die nicht versagen kann.
HannoHupmann
02.11.2008, 11:27
@avr57 außerdem sind letztere Allwetterfest und haben eine Main Time until Failure von etwas von 5-10 Jahren glaub ich.
Ansonsten würde ich mir glaub ich für so eine Fläche so nen Minibuldog kaufen und dann damit über meinen Rasen heizen.
Ja genau ein Hektar entspricht 10.000 m².
Die hälfte dieser Fläche wird ja schon von Schafen gemäht, jedoch gibt es aber auch Flächen, in denen die Tiere nicht rumlaufen sollen - halt unser Garten. somit beträgt die Fläche "nur" noch 1.000 m² - was ja ímmer noch sehr groß ist :).
Das größte Problem in diesem Projekt sehe ich nachdem ich mir die Flächen angeschaut habe darin, den Roboter wirklich gut koordinieren zu können - Ultraschall zur Positions ermittlung hat eine zu geringe reichweite, GPS ist zu ungenau kann aber unterstützend helfen.
Per Laser die koordinaten zu bestimmen ist auch nicht sehr sinnvoll, da ich nirgens richtigen Sichtkontakt halten kann... Naja wie gesagt eine Hülle und Fülle an Problemen :)
Moin,
ich habe mal von Rasenmäher-Robotern gehört, die in einem Bereich geblieben sind, der durch einen Vergrabenen Draht, abgesteckt wurde. Der Roboter konnte diesen Draht erkennen und ist nicht drüberweggefahren. Der hier macht das zum Beispiel so http://robo-mow.de/ .
mfg
Erik
Hallo,
erstmal entschuldige ich mich fuer das Fehlen des Grusses.
Gerade beim Autofahren ist mir eine Idee gekommen, basierend auf die Methode des Pfluegens mit Hilfe zweier Dampftraktoren und dem Seilpflug.
An beiden gegenueberliegenden Seiten des "Grasfeldes" fahren zwei Fahrzeuge stueckweise parallel der Stirnseite entlang, gefuehrt von Kompassmodulen usw. Beide bekommen je ein Laserstrahlempfaenger und -Sender welche einen bestimmten Abstand zueinander haben. Diese Fahrzeuge bewegen durch die Laserstrahlen gefuehrt sich halbwegs synchron und somit mit wenig Versatz. Zwischen den beiden Laserstrahlen faehrt der "Grasmaeher" durch einen dritten Laserstrahle gefuehrt im neunzig Grad Winkel zu den "Fuehrungsfahrzeugen" hin und her. Warum bei mir zwei Fahrzeugen. Diese dienen auch als "Endanschlaege" - z. B. Blechplatte und der "Grasmaeher" kann diese mit Ultraschall "erfuehlen" und kehrtmachen.
Nur mal so eine Idee von mir.
Mfg Karl
Diese Idee ist ehrlichgesagt nicht so schlecht, aber es bringt ein Problem mit sich, ich kann immer nur rechtwinklig mähen. Aber die idee ist auf jedenfall ausbaufähig....
ist auf jedenfall aufwändiger als geplant, aber besser als das ganze zu verwerfen.
Ich werde mal schauen, inwieweit es sich realisieren lässt - danke für den tipp :) ich werds einfach mal zum späteren Zeitpunkt weiter spinnen :)
den gedanken mit GPS würd ich auch noch net verwerfen, 2 GPS empfänger benutzen, einer stationär einer beweglich, die station als referenz genommen bekommst du unter freien himmel ganz gute werte(musste per funk halt nur die werte austauschen und relative position/bewegung zur station ausrechnen), das würde für eine aufgabe bestimmt reichen, wenn du die möglichkeit hast probiere es mal aus, ist auch ein wenig von den empfängern abhängig!
Also in moment bin ich ehrlich gesagt hin und hergerissen GPS wäre ehrlich gesagt das System das ich gerne benutzen würde, die Daten zu übertragen wäre kein Problem, da der Roboter eh W-Lan erhalten soll, das entsprechende Programm für die Kommunikation ist bereits fertig - dieses kann ich dementsprechend abändern, um referenz Daten zu übermitteln.
Beide möglichkeiten möchte ich aber die tage gern mal genauer unter die lupe nehmen. Ausserdem würde ich morgen mal ein Professor an unserer Uni ansprechen.
So ich habe mal mit einen meiner Professoren gesprochen, dieser meinte das es möglich wäre, recht genaue Daten zu bekommen.
Er sagte aber auch, das es wohl einiges an Arbeit kosten wird, "normale" GPS Empfänger genauer zu machen, aber er denkt das es machbar ist.
Daher werde ich nun erstmal eine kleine Software schreiben und schauen wie groß die Abweichungen später sind...
Mein plan ist es, gleich zwei Bausteine zu kaufen, und eine am Haus fix anzubringen und alle 0.5 sec. eine Messung zu machen, um nach ca. 7 Tagen einen Mittelwert zu bilden, damit ich diesen Standpunkt möglichst genau kenne. (Ich hoffe das, dass Wandern der Werte nur zufällige fehler sind, ansonsten habe ich ein Problem :)) .
Den anderen Empfänger werde ich an einem Punkt ca. 5 m daneben platzieren bei diesem Baustein wird diese Prozedur wiederholt (die Datenermittlung muss parallel erfolgen), somit kann ich dieses Ergebnis auf wenige cm runterrechnen, um den nächsten Ort zu bestimmen.
Anschließend werde ich einen der Bausteine nehmen, und dann mithilfe des anderen Empfängers meine Daten korrigieren und versuchen den Referenz punkt zu treffen...
Hier der Baustein, der mir gleich von Anfang an sehr Sympathisch war...
Schuricht (https://www.distrelec.de/ishopWebFront/catalog/product.do/para/node/is/acaaacafadab/and/highlightNode/is//and/id/is/01/and/series/is/1.html)
Nun muss ich nur noch eine nicht ermüdende Geldquelle finden und den passenden Shop, bei dem ich die Empfänger kaufen kann :) ich denke mal das es dann mitt nächsten Monats losgeht... die Software werde ich dann hoffentlich fertig haben :)
mfG
Für so eine nicht ermüdende Geldquelle wäre ich ja auch zu haben ;) , ich hab aber bisher leider auch keine gefunden.
Hallo Björn,
Ich habe auch schon länger mit einer ganz ähnlichen Idee beschäftigt, habe auch keine Lust alle paar Tage 1000m2 zu mähen.
Folgendes habe ich hier im Forum (vieles von ChristianH) und im Internet gefunden:
GPS: zu ungenau, SIRF3 gibt zB an auf 3m genau zu sein, aber nur auf 3m zur letzten Messung, daher kann sich der Fehler aufaddieren.
DGPS: das was wir alle wollen. Habe hier im Forum einen Beitrag gefunden wo 2 baugleiche Empfänger getestet wurden, hier wurde keine Übereinstimmung der Fehler gefunden, beide sind rein zufällig +/- ein paar Meter von der Position abgewichen und es war daher keine Positionskorrektur möglich.
Im Internet habe ich eine andere Beschreibung von DGPS gefunden, wonach man aus einem Empfänger ein Korrektursignal erstellt, und das an den anderen Empfänger übermittelt, dieser errechnet dann aus seinem Empfangssignal und dem Korrektursignal die korrekte Position. Ein einfaches Vergleichen der Postionen genügt also nicht. Man muss wissen wie das Korrektursignal aussieht, und einen GPS Empfänger finden der das auch empfangen und verarbeiten kann, angeblich sind das nur die alten SIRF2 Chips.
Meine letzte Überlegung war einen Rasenmäher ahnlich den kommerziellen Rasenrobos zu bauen, mit Begrenzungsschleife und als Extra das GPS, und damit und mit einem groben Rasterkoordinatensystem festzulegen in welchem Bereich er schon oft war, in welchen nicht, und so die Fläche effizienter als im reinen Zufallsmodus abzufahren.
Alternativ dazu habe ich überlegt in China einen fertigen Rasenrobo zu kaufen, die gibt es bei Großhändler ab 500$ das Stück, leider muss man 20-50 Stück davon kaufen, noch dazu kauft man die "Katze im Sack"...
LG Werner
...
Im Internet habe ich eine andere Beschreibung von DGPS gefunden, wonach man aus einem Empfänger ein Korrektursignal erstellt, und das an den anderen Empfänger übermittelt, dieser errechnet dann aus seinem Empfangssignal und dem Korrektursignal die korrekte Position. Ein einfaches Vergleichen der Postionen genügt also nicht. Man muss wissen wie das Korrektursignal aussieht, und einen GPS Empfänger finden der das auch empfangen und verarbeiten kann, angeblich sind das nur die alten SIRF2 Chips.
dazu gibt´s auch im www ne seite inkl. software. allerdings habe ich persönlich die software nie zum laufen gekriegt. seite weiß ich grad net, werd des aber heut abend nachreichen.
Alternativ dazu habe ich überlegt in China einen fertigen Rasenrobo zu kaufen, die gibt es bei Großhändler ab 500$ das Stück, leider muss man 20-50 Stück davon kaufen, noch dazu kauft man die "Katze im Sack"...
LG Werner
kannst ja mal versuchen hier ne sammelbestellung zu organisieren. 20 stück sind ja nicht so viele. oder den rest bei ebay verchecken.
mfg jeffrey
Hallo, ja das stimmt, ich habe mich jetzt in wenig mehr damit befasst, der einzigste Chip der mir noch einfällt der einen Korrektur eingang besitzt ist meine ich der Jupiter20 von Navman oder so, das problem ist hierbei, das ich ihn niergens zu kaufen finde :).
mit den Korrekturdaten, ja das könnte echt ein problem werden wenn das nicht so funktioniert wie ich es mir vorgestellt habe - also bin ich wieder am anfang :o).
Eine andere Idee, die ich hier gehört hatte war ja die Positionsbestimmung mittels Ultraschall, hier war das Problem, das ich eine zu große Fläche habe, um mit Ultraschall meine Position zu bestimmen, daher kam mir die idee mehr als 3 Ultraschall Sender aufzustellen (an bekannten Orten), die sich mittels Funk identifizieren, somit kann ich dann feststellen, wo ich mich befinde, und und anhand dessen, "ausprobieren" welcher Sender in Empfangsweite ist (jeder Sender wartet ab, bis er ein Funksignal bekommt und erst Dann sendet dieser). anschließend kann ich dann wieder meien Koordinaten nehmen und diese abfahren - das Problem an dem System ist folgender, die Schallgeschwindigkeit ist abhängig vom Luftdruck und der Temperatur, dh. ich muss wieder Korrekturen einführen, in denen das wieder eingeht....
Die Idee von avr57 hat mich aber auch noch zu einer anderen Idee gebracht, und zwar in dem man 2 Hilfsroboter nimmt, die sich nur am Rand bewegen und sich immer nur zu bestimmten "Leuchtfeuern" begeben, somit könnte man dann kleine Flächen erstellen, in denen dann der Roboter hin und her fährt bis er die Fläche gemäht hat. Problem hier ist, wenn man an einer Fläche nun eine Ecke abschneidet, was ja häufiger der Fall ist, was machen dann die hilfroboter? das könnte ein Problem werden... auch wenn der Weg zum leuchtfeuer versperrt ist zB. durch eine Gießkanne, dann wäre müsste der Robi dann diesen Weg umfahren, dh. die Hilfsroboter werden sehr aufwendig werden....
Als Anhang schicke ich einfach mal eine Skizze der zu mähenden Fläche, vll. wird das dann klarer was ich meine.
alles was grün ist soll gemäht werde das was schwarz ist ist entweder Beet bzw. eine Hecke...
PS: ich habe das Bild grad eben schnell erstellt und leider bin ich auch kein Pikasso aber ich hoffe ihr könnt damit n bisschen anfangen :)
Hier ein kurzer Auszug aus Wikipedia:
"Die erreichbare Genauigkeit liegt je nach Qualität des Empfängers und der Korrekturdaten zwischen 0,3 m und 2,5 m für die Lage (x, y) und bei 0,2 m bis 5 m für die Höhe. Hochqualitative Systeme werten zusätzlich die Trägerphase aus (wie z. B. bei geodätischen Empfängern üblich) und erreichen Genauigkeiten von wenigen Millimetern (± 1 mm bis ± 10 mm pro km Abstand zur Referenzanlage)."
Damit ist es für den Garten als Hobbybastelei wohl nicht zu realisieren.
Lass mich aber gerne vom Gegenteil überzeugen!
Wer sich die chinesischen Rasenmäher ansehen will, sind auf alibaba.com zu finden, schätze das sich dort mehr als 40 Räuber herumtreiben ;-)
Aber wenn ich das Geld für 20 Stück (10000$) für einen Ebayverkauf hätte, hätte ich mir schon längst den Husqvarna gekauft und würde auf der Terasse den Rasenmäher beim mähen zuschauen...
Ja genau ich denke GPS ist wohl das nonplus Ultra aber leider nicht zu realisieren :) aber ich werde mir trotzdem einfach mal ein GPS Empfänger holen und dann mal schauen, was man damit so machen kann :)
Husqvarna ist zwar schön, aber der vertreter hat als er bei uns war noch nicht einmal versucht einen Robi zu verkaufen, sondern hat nur gefragt ob wir einen Rasenmäher trecker interessiert wären, da seine Robis das nicht gemäht bekommen würden :)
Was wächst denn da für ein stabiles Unkraut? ;-) Ich habe den Husqvarna Vertreter bei der letzten Messe gelöchert, 1000m2 sollen die locker schaffen, man soll für größere Flächen auch 2 Mäher gleichzeitig fahren lassen können.
Ansonsten musst einen Trecker automatisieren, hat den Vorteil dass man sich wegen der Stromversorgung keine Gedanken machen muss da eine Lichtmaschine vorhanden ist, und eine stabile Basis hat man auch :)
jaja aber ich stell mir das grad so vor bei der ersten Test fahrt - trecker an alles läuft und fährt erstmal alles platt was ihn vor die Reifen kommt :)
also wie schon gesagt ich werde erstmal schauen wie weit ich mit dem GPS komme - auch wenn hier schon gesagt wurde, das es wohl nicht möglich bzw. nur sehr schwierig werden sollte, die abweichungen zu korrigieren :)
aber eine andere Frage, sollte ich die Sensoren usw. mit einem Mikro Controller bearbeiten lassen oder doch lieber versuchen möglichst alles mit dem PC zu machen? :)
hallo,
übrigends hier der link http://www.precision-gps.org/
gn8 jeffrey
Danke Jeffrey, werde mir den code mal heute Abend zu gemüte führen...
das Nmea Protokoll kann ich jetzt per Software schon auswerten sprich die wichtigen Daten kann ich schon rausfiltern und weiter verarbeiten...
(aber zZt. lese ich lediglich aus einer Datei aus...)
größtes Problem, das mir in mom Kopfzerbrechen bereitet, ist wie ich denn die Daten von der GPS Maus in den Rechner (bzw. in das Programm) bekomme :)
aber ich denke mal da wird mir noch was bis mitte des Monats noch einfallen :)
Hallo!
Ich weiss ja nicht, wie weit Du schon bist, aber hier mal ein paar Anregungen für die anderen Bereiche wie Sensorik und Mechanik.
1.) Ich glaube kaum, dass Du eine solche Fläche mit einem Elektromähwerk bearbeiten kannst. Deshalb finde ich diesen Ansatz rein von der mechanischen Seite her sehr interessant:
http://members.iinet.net.au/~tnpshow/RCLM/intro.htm
http://www.youtube.com/watch?v=l8Wz_OXJfyg
2.) Hier ist die Erkennung von Rasenfläche und Steinplatten umgesetzt:
http://www.mindstormsforum.de/bilder/details.php?image_id=69
http://www.mindstormsforum.de/bilder/details.php?image_id=106
Da mich das Projekt auch interessiert, hoffe ich, dass diese Infos was nützen.
Gruss,
Thomas
Hallo, tja das Projekt als ganzes ist vorerst auf Eis gelegt. statt dessen bin ihc zur Zeit dabei einen geeigneten GPS Empfänger zu finden und diesen dann auszuwerten. Die tests mit dem Sirf CHip sind sehr suboptimal gelaufen und daher nicht brauchbar. Ich bin nebenher noch dabei die Software zu schreiben, um die Daten vom LEA Chip auszulesen. Dieser Chip ist sehr teuer (150 Euro ohne Antenne) bietet aber die meisten Daten an dieich zur berechnung und fehlerkorrektur auf jedenfall brauche - daher wird die Software auch erstmal nur auf einem Laptop oder Desktop PC lauffähig sein. Aber auch hier stecke ich noch in den Kinderschuhen - dh. es noch nichts fertiges oder vorweisbares dabei.
Was bsiher schon zumindest aufgebaut vor mir liegt ist der Farb sensor, der halt farben auseinander halten soll - wenn er es denn auch wirklich tut wärs sehr schön :).
Also ich betrachte beides vorerst als 2 Eigenständige Projekte, die aber später in Richtung Roboter wieder gehen sollen. Wann es nun aber genau soweit sein wird, da kann ich leider keine prognose zu abgeben.
Wie gesagt es sind eine vielzahl von Problemen, die gelöst werden wollen ;).
Lordcyber
13.02.2009, 20:37
Hallo,
war gerade am Fernsehen da kam mir dieser Thread wieder ins Hirn.
Da kam Reportage über die Modellbahn in der Speicherstadt.
Die haben da Schiffe rumfahren wo per Sensoren in der Decke der Computer direkt und genau weiß wo das Schiff ist. Zum anlegen im Hafen und der Schleusen.Und es so steuert.
Könnte man das nicht auch so bei dir machen.
Einfach mehreres Kombinieren.
Diese Sensoren vielleicht vergraben und Draht zum Abschluss.
Billigen Stromspar PC der den Bot steuert.
So kannst das dann auch in Areale einteilen und Hindernisse eintragen.
Hallo, gehört habe ich schon einmal etwas davon - das hört sich interessant an.
Ich werde mal die Tage mal nach googeln vielleicht ist das ja des Rätsels Lösung :)
mit dem Stromspar PC denke ich das ist noch das kleinere Problem es gibt ja schon sehr schöne Boards, die sehr wenig Strom verbraten (35 Watt ca.) wenn man nun das ganze System ein wenig runter taktet könnte man die Leistung bestimmt noch verringern aber erstmal ist es mir pers. wichtiger das schwierigste erstmal zu Lösen (die Navigation) :).
Danke für den Tipp.
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