Rasenmäher mit Navigation => neu mit A* Wegfindung!

[damfino]

Keine Ahnung ob die Schleife den Kompass stört, wäre gut zu wissen bevor man so ein Ding kauft!

Die Positionsdaten liegen im Bereich von 0/0 bis 2400/4200 vor (Garten in cm), die GPS Daten werden entsprechend umgerechnet.

Deine Idee werde ich aufgreifen, ich hab schon eine Funktion die mir die Richtung von der aktuellen Position zu einer Zielposition berechnet. Die kann ich auch mit einer alten Position füttern, das Ergebnis +180° ergibt dann die aktuelle Richtung.

Ein Problem bleibt dass die GPS Daten doch nur auf 2-3m genau sind, und man deswegen weit fahren muss um eine verlässliche Richtung berechnen zu können. Der GPS Empfänger berechnet seine Kompassrichtung ja auch auf so eine Art.
Deswegen wäre ein Kompass besser, der zeigt auch bei Drehungen sofort die richtige aktuelle Richtung an.

LG!

[mare_crisium]

damfino,

tja, mit der Genauigkeit ist es bei GPS auf dem Massstab unter einem Meter leider nicht so weit her.

Die Methode, an die ich dachte, passt ein quadratisches Ausgleichspolynom ("Parabel") an die letzten paar Punkte an. Damit kann man sowohl den aktuellen Standort als auch (über die Tangente) die Fahrtrichtung schätzen. Durch die Mittelung wird die Streuung um den Faktor wurzel(Anzahl verwendeter Messpunkte) kleiner. Verwendet man die letzten 6 Messpunkte (jeder Punkt mit einer Streuung von 3m) würden dann die Streuung der Ortsschätzung auf ca. 1,20m sinken. Um die Streuung auf 0,1m zu reduzieren, müsste man 900 Messpunkte zur Mittelung verwenden. Aber selbst das ist für Deine Pläne wohl nicht gut genug. Schade.

Ciao,

mare_crisium

[damfino]

Hallo!
Die Genauigkeit von 1,2m würde mir schon genügen, nur die interne Berechnung geht genauer, den Formeln ist das egal.

Das GPS sendet jede Sekunde die Position, in der Zeit fährt der Mäher ca 60cm. Mit 6 Messungen wäre man fast noch innerhalb der 3m Ungenauigkeit des GPS von der ersten Messung. Kommt da wirklich noch was vernünftiges heraus?
Denn er sollte schon relativ schnell nach einer Drehung die halbwegs korrekte Richtung haben, nach 10m wäre es schon zu spät, da ist er ziemlich sicher schon wieder an einem Hinderniss.

Die Berechnung kann man leicht überprüfen, am Weg von 0/0 bis 360/0 ein paar Zwischenpunkte annehmen, diese mit +/-300 varieren, und dann sieht man eh obs passt.

Andere Frage: wie bringt man dem Atmega ein quadratisches Ausgleichspolynom bei? Mein Taschenrechner kann es, aber wie man die numerische Lösung selbst programmiert dazu fehlt mir grad ein oder mehrere Geistesblitze.

LG!

[mare_crisium]

damfino,

die Anpassung geht nach dem Prinzip der kleinsten Fehlerquadrate. Der entscheidende Trick ist, die Anpassung für die x- und y-Koordinaten getrennt durchzuführen - dann bekommt man eine parametrische Darstellung der Bahnkurve. Es könnte sein, dass ein ATmega16 die Berechnungen ausführen kann; ein ATmega32 kann es bestimmt - um Fliesskomma-Arithmetik kommst Du dabei aber nicht herum.

Ich hab' den Algorithmus seinerzeit per Excel auf Flugbahndaten angewendet. Die Ergebnisse waren sehr brauchbar. Der Flieger hatte eine GPS-Messrate von 4Hz, war andererseits natürlich auch schneller als Dein Fahrzeug.

Ciao,

mare_crisium

[damfino]

Im Flugzeug ist jede Messung sicher weiter als 3m entfernt, dann gibts keine Probleme mit dem Interpolieren, aber ich glaube nicht dass das funktioniert wenn alle Messpunkte noch innerhalb des ersten Messfehlers liegen.

Inzwischen habe ich die Antriebe umgebaut, die Abtriebswelle vom Getriebe besser abgestützt. Zuvor hat es die Motor-Getriebeeinheit, bzw den Motorträger unter Belastung verwunden, war schlecht für die Zahnräder.
Jetzt kann er immer die Motorkraft anbringen.

Fotos nach dem Mähen, bzw eine schöne Fahrspur im Rasen. Schnitthöhe ist 5cm, das Gras selber ist >10cm hoch.
Auf der Homepage in voller Auflösung.

Ein unerwartetes Phänomen hatte ich mit dem Atmega:
Die Schleifensensoren sind angeschlossen, programmiert und getestet. Da die Schleife immer noch nicht verlegt ist, aber im Code wieder auskommentiert.
Trotzdem hat er ein paar Mal gleich nach dem Einschalten den Vollkreis zur Schleifensuche durchgeführt und sich natürlich dann abgeschalten.
Beim nächsten Einschalten hat er die Sensoren aber wie er sollte ignoriert und ist über 40 Minuten gefahren.
Wie kann das sein? Flash defekt, so dass alte Programmteile aktiviert werden??

LG

[Beecee]

Hallo Damfino,

im unteren Bild sieht man gut die Bahn die er gemäht hat, welchen Motor hattest du als Mähmotor.
Ich bin heute auch mal zum test auf die Wiese gefahren, die neuen Antriebsmotoren ziehen super durch aber mein Mähwerk mit dem Edelstahlmesser ist zu schwach.

Grüße
Michael

[damfino]

Hallo Michael,

Ja, das im unteren Bild ist so richtig schön sichtbar wie er mäht, und am oberen sieht man die Inseln, an denen er anscheinend prinzipiell vorbei und dafür lieber gegen den nächsten Baum fährt...

Als Mähmotor ist ein Bühler Star Max eingebaut, 45W, 3000U/min unter Last. Habe es noch nicht geschafft diesen mit PWM gut zu regeln, mit 2700U bei 30%PWM läuft er rund, bei niedrigeren Drehzahlen fängt er an zu schwingen. Mit einem normalen Spielzeugtrafo kann man ihn super regeln, also liegt es an der PWM Frequenz.
Mit dem Mähwerk alleine auf Drehzahl genehmigt er sich gut 2A, Anlaufstrom ist max 11A. Mein Mähteller ist sehr leicht und hat ein geringes Trägheitsmoment, da genügen 4A Anlaufstrom.
Mähbreite ist 26cm, dieses hohe und teilweise dichte Gras ist halt schon ein Härtetest wie es nachher nicht mehr vorkommen soll. Aber schön dass er es schafft, gab nur ein paar Stellen wo die Drehzahl unter 1200U (Schwellwert im Programm) sank und deswegen der Mäher die Stelle ein zweites Mal angehen musste.

LG!

[damfino]

Die Navigation hat heute erstmals funktioniert, er konnte nacheinander 3 Punkte am Grundstück anfahren und an diesen Punkten seine Spiralen drehen.

Beim Anfahren der Punkte fährt er manchmal kleine Umwege, oder dreht sich mal um 90° nur um sich gleich darauf wieder um die 90° zurückzudrehen, aber er ist angekommen. Timeout für das Erreichen eines Punktes sind 3 Minuten, das konnte er einhalten. Die GPS Koordinaten unterscheiden sich leicht von den von mir errechnten GPS Koordinaten, und hinter dem Haus wird es ungenauer, daher wollte er unbedingt fast in der Hausecke die Spirale fahren und nicht 4m weiter wie geplant. Anscheinend hängt es wirklich sehr vom Empfang des Egnos Satelliten ab wie genau alles funktioniert. Auch die GPS Koordinaten vom Grundstück gehören sicher überarbeitet um die Genauigkeit zu erhöhen.

Aber das Prinzip der Navigation funktioniert, er ist vom ersten Punkt (=erste Spirale) aus durch 5m Engstelle zwischen Haus und Zaun ~20m nach Norden gefahren, dann wieder Spirale, und von dort zum 3. Punkt 8m nach Westen und wieder Spirale.
Alle 3 Punkte wurden etwas zu weit südlich angefahren, was ich auf die Umrechnung der GPS Koordinanten zurückführe, es waren 3-4m Unterschied zum Plan, Ost-West war es <2m Unterschied. Also innerhalb der GPS Genauigkeit, aber wenn ich die Umrechnungsfunktion anpasse sollte es noch besser werden.

Ach ja, es ist jetzt doch ein Kompass verbaut, ein CPMS03, da dieser nur ein 2-Achs Kompass und am Mäher nie genau waagrecht ist, geht er grad mal +/-20° genau. Man kann hier also noch viel verbessern.

LG!

[Beecee]

Hallo Damfino,
das der Kompass so ungenau geht hätte ich nicht gedacht, hatte mir das auch überlegt als grobe Navigation zu nehmen.
Ich habe meinen jetzt mal mit einem 1,2Ah Akku getestet und er hat 25min durchgehalten und bei 11Volt abgeschalten, denke mit einem 4,5Ah Akku geht noch was.
Leider habe ich mir meinen ATmega abgeschossen (hoffe das es nur der ist) als ich mit meinen Ultraschallsensoren gespielt habe und die Motoren abgeklemmt hatte, warte noch auf den neuen und dann geht es bei mir auch weiter.

Grüße
Michael

[Thoralf]

Die GPS Koordinaten unterscheiden sich leicht von den von mir errechnten GPS Koordinaten, und hinter dem Haus wird es ungenauer, daher wollte er unbedingt fast in der Hausecke die Spirale fahren und nicht 4m weiter wie geplant

kann auch daran liegen, daß dort nicht alle Satelliten zu sehen sind.
Ich hab ne Weile mit einer GPS-Maus getestet, der ein Programm (PC) zur Darstellung der Position in einem Zielkreis und die Sichtbarkeit der Satelliten beilag. Es war deutlich zusehen, daß, wenn die verarbeiteten Satelliten weit auseinander lagen, die Positionsbestimmung genauer war. Wurde ein vorher benutzter Satellit durch das Haus verdeckt oder ging unter, kamen Sprünge bei der Ortsbestimmung vor.
Das sollte man beachten.