Liebes Roboternetz,

ich moechte euch meinen Idee zu einem selbstnavigierenden Roboter vorstellen und hoeren was fuer Einspiele ihr habt und ob jemanden Erfahrungen mit aehnlichen Themen gesammelt hat. Kurz zu meinem Hintergrund: ich arbeite seit fast 4 Jahre als Entwicklungsingenieur fuer HW und SW (teils Embedded-systeme, teils auf PC-basis).

Da ich seit wenigen Monaten in eine Siedlung wohne wo es sehr schoene Wanderwege gibt (Asphalt oder Sand mit Wald und Wiese an den Seiten), ist mir der langjaehrige Wunsch wieder aufgeweckt worden, einen selbstnavigierenden Roboter zu bauen.

Die Positionsbestimmung soll anhand von einer Fusion mehreren Navigationssysteme erfolgen:
- GPS (ja, es ist mir voellig klar das der etwa 15m Genauigkeit hat und von Bewaldung negativ beeinflusst wird)
- Kompass der die Heading ermittelt (Fehler durch Neigung wird herausgerechnet oder das Kompass wird aktiv mittels 2 Servos waagerecht gehalten)
- Radencoder um die gefahrene Strecke zu ermitteln
- Eine bearbeitete, vorgefertigte Karte der Umgebung (Wegraende eingezeichnet, Terrain-neigung extra registriert)
- Wegranddetektion mittels Sharp IR-distanzsensoren (etwa 20 Grad unter Horizontal gestellt), Kamera und/oder Farbsensor (Wanderweg ist meist ein Grauton, Strassenrand braun, gruen oder bunt (Blumen))

Der Roboter wird erstmals immer an einer auf wenigen Zentimetern genau bekannter Ort gestartet. Beim Fahren wird der neue Position in 10-20Hz Takt berechnet aus dem zurueckgelegten Weg (gefahrene Strecke in Kompassrichtung). Sobald neue Positionsdaten vom GPS vorhanden sind wird ein neuer fusionierter Position berechnet (z.B. aus 10% GPS und 90% Radencoder+Kompass). Spaeter wird ggf. diese Fusion in einem Kalmanfilter gemacht (ich habe ein Paar Kollegen die darin fit sind).
Mittels Wegranddetektion, Kompassrichtung und Neigung wird auch einen Vergleich zu der Karte gemacht (Partikelfilter?) und der Position nochmals verbessert, ggf. auch im Kalmanfilter hineinfusioniert. Bei markanten Features (Wegkreuzungen, Mauern etc.) kann dann der Position auf wenigen Zentimetern ermittelt werden.

Geplanter Basis:
- R/C Auto (Ackerman steering)
- Drehender Sensorkopf (Servo) vorne mit IR Distanzsensor, Farbsensor und ggf. Ultraschallsensor
- uC's fuer Motor-PWM, Sensoren einlesen etc. (ATMega, AVR32, STM32 o.Ae.)
- Die Rechnerei verlaeuft entweder auf einem Beagleboard (Haken: ich habe KEINE Ahnung von Linux) oder auf einem Netbook (Overkill bzgl. Gewicht aber fuer mich momentan leichter zum Programmieren)

Ich bin gespannt auf euren Einspielen, im Voraus vielen Dank!