RC-Auto ohne RC-Monstertruck autonom

[Rabenauge]

Hallöle.
Habs ja hier und dort schon angedeutet- ich bastele schon seit nem Weilchen an einem UGV- oder einfach nem autonomen Fahrzeug.
Basis ist ein 1:10er RC-Monstertruck von Tamiya. So einer: https://www.youtube.com/watch?v=8QagfbtszZw
Meiner ist ein bisschen modifiziert (Kugellager komplett sowieso, sämtliche Lager mit Messinglagern versehen, etwas höher gelegt, bessere Stossdämpfer mit progressiven Federn), aber ansonsten noch ziemlich original.
Das Auto gibts immernoch neu-heisst jetzt Double Blaze, glaub ich (hat nur ne andere Felgenfarbe und andere Karosserie).
Antrieb über zwei komplett getrennte Antriebseinheiten, jeweils nen 540er Bürstenmotor und Getriebe- das hintere Differential hab ich teilgesperrt.

Das _Auto ist grade gross genug, um auf weniger guten Wegen noch zurecht zu kommen, aber per RC wars dann doch mit der Zeit etwas langweilig- nun hab ich ihn zu Höherem auserkoren. Regler und Lenkservo sind drin geblieben, Empfänger raus, Antenne runter, dafür wurde eine Sperrholzplatte aufs Chassis montiert, der Schaumstoffstreifen dichtet sie ringsum zur Karosserie hin ab. Die Platte ist nur auf die originalen Karosseriehalter aufgesteckt- nehm ich vordere und hintere Sensorenplatte ab, kann ich das ganze Auto problemlos wieder in den Ursprungszustand versetzen, brauch dann nur Empfänger und Antenne wieder einbauen, am Auto selber ist _nix_ verändert worden.

Auf der Trägerplatte befinden sich:
-Arduino Mega 2560
-Ublox Neo-6M GPS samt Keramikantenne
-Stepdown-Regler für stabile 5V-Stromversorgung (das BEC des Reglers wird für die Servos zusätzlich genutzt)
- ein 16x2 LCD mit I2C-Adapter
-ein HMC5883L-Kompass
-ein MPU 6050, kombinierter 3Achs-Beschleunigungs-und Gyroskopsensor
-ein Daumenjoystick (der Stick schaut nach unten raus, damit ich ihn auch bei aufgesetzter Karosserie bedienen kann)
- ein ehemaliges 1.8" TFT- das TFT ist mal kaputtgegangen, aber hinten drauf war ein Micro-SD-Kartenslot, der funktioniert noch
Seitlich unter der Platte (aber auch an ihr befestigt) sitzen auf jeder Seite ein hc-sr04 Ultraschallsensor, die rechtwinklig nach den Seiten schauen, vorn vor der Dämpferplatte ist eine weitere Platte mit zwei HC-Sr-04 montiert. die etwas schräg nach vorn sehen, und am Heck befindet sich ebenfalls ne Trägerplatte, an der ein Miniservo mit nem Sharp GPYirgendwas Infrarot-Sensor sitzt. Der ist somit schwenkbar.
Stromversorgt wird alles, wie original, aus nem 7.2V Racingpack (noch gute NC-Zellen, inzwischen echte Schätzchen).

Da ich heute ein, für mich wichtiges Zwischenziel erreicht hab, stellt ich das Auto hier mal vor....
Wie gesagt: der Plan ist es, das Auto so autonom wie möglich draussen herumfahren zu haben. Da das Ding soo langsam auch nicht ist, sind theoretisch einige Km Reichweite möglich, evtl. spendiere ich noch irgendwann nen LiPo- da geht noch mehr dann.
Viele Teile der Software laufen bereits, genutzt wird aber noch nirgends alles zusammen, dennoch:
Inzwischen ist das Fahrzeug in der Lage, ein wenig autonom zu navigieren.

Konkret: ich Suche mir einen beliebigen Punkt, stelle das Auto dort ab und speichere die GPS-Koordinaten (die werden auf die SD-Karte geschrieben).
Nun gehe ich mit dem Auto "irgendwo" anders hin, rufe den entsprechenden Fahrmodus (ich hab ihn GPS2Home genannt) auf, und das Auto fährt "alleine" wieder zum ersten Punkt zurück!
Hab ich heute nach dem Mittag etwas über ne Stunde probiert, mit verschiedenen "Home-Punkten", aus allen möglichen Richtungen- es klappt mit einer Genauigkeit von ungefähr 4m.

Warum steht das "alleine" in Anführungszeichen? Ganz einfach: komplett alleine gehts noch nicht: erstens habe ich ne Sicherheitsfunktion eingebaut, die das Auto nach ner Minute stoppt. Das verhindert, dass ich mir die Lunge ausm Hals renne, wenn irgendwas schief geht. Ich spaziere also gemütlich hinterher, drücke kurz auf den Joystick-und weiter gehts.
Zweitens ist die Umweltsensorik zwar an Bord, auch bereits in der Software vorhanden, wird aber in diesem Fahrmodus überhaupt nicht genutzt. Der Grund dafür: ich wollt nicht zu viele mögliche Fehlerquellen auf einmal am Start haben.
Erstmal sollte die Zielfindung laufen-sie tuts nun, wenn auch noch etwas verbesserungswürdig.
Somit funktioniert das Ganze momentan nur bei einer möglichen direkten Fahrverbindung zwischen Start und Ziel.
Dafür aber theoretisch schon auf beliebige Entfernungen-ich habs auf mehr als 100m auch probiert- klappt mit der genannten Präzision.
Warum nicht genauer?
Zum einen bringt das GPS _nur_ mit SBAS-Signal (ob SBAS empfangen wurd, weiss ich nicht) richtige Genauigkeiten (PPP kann das 6M leider nicht), somit haben wir bereits beim Home-Punkt ~2m Toleranz.
Zum zweiten habe ich den Fahrmodus so programmiert, dass eine Entfernung von 2m ans Ziel als "Ziel erreicht" ausgelegt wird-um endloses Rumgekurve nahe am Ziel zu vermeiden.
Das macht dann schon bis zu 4m- da sind wir also im Geschäft!
Es wird einfach vor dem Start der Zielpunkt von der Karte gelesen, dann die aktuelle GPS-Position ermittelt, Kurs und Entfernung berechnet und ab gehts- während der Fahrt wird laufend mittels Kompass (das GPS hat auch ne Kompass-Funktion, aber die funktioniert lausig) und GPS (das lese ich mit 5Hz aus, hab also 5x pro Sekunde frische Positionsdaten) kontrolliert, ob die Fahrtrichtung noch korrekt ist, und die Entfernung zum ziel noch grösser als 2m.

Auf dem Display werden übrigens eine ganze Menge Daten ausgegeben (derzeit auch während der Fahrt, das schalt ich irgendwann aber ab), z.B. Akku-Füllstand, GPS-Status (Fix aktuell, kein Fix vorhanden, Fix bereits älter), Zielpunkt erfolgreich auf der SD-Karte gefunden (das sagt mir auch, wenn ein neuer Zielpunkt korrekt abgespeichert wurde), Entfernung zum Zielpunkt, aktuellen Kompasskurs (dank dem HMC5883l auch im Stand), und zu debug-Zwecken auch noch ob der Truck eher links-oder eher rechtsherum (oder auch gradeaus natürlich) zum Ziel fahren sollte.
All das wird selbständig "live" berechnet, die Kompassdaten werden kalibriert aufbereitet usw.
Bei Bedarf kann ich auch Sensor-Entfernungen oder ähnliches ausgeben.

Als kleine Spielerei ist ne Art elektronischer Schlüssel eingebaut: ohne die _richtige_ SD-Karte rührt sich gar nix.
Auf der Karte ist eine spezielle Datei mit nem bestimmten Inhalt, und nur wenn _die_ _so_ auch vorhanden ist, kann das Auto aktiviert werden.
Relativ sinnlos-ich weiss, aber der Spieltrieb halt...

Zusätzlich zum GPS2Home-Modus kann ein manueller Modus gewählt werden, indem man das Auto mit dem Joystick etwas herumfahren kann- der hatte sich ergeben, weil ich die Ansteuerung des Fahrtreglers testen musste (es ist ein CAR-Regler, der über eine Bremsfunktion verfügt)-auch der ist weitgehend sinnlos inzwischen, da der Stick unterhalb der Karosserie fast hinterm Vorderrad sitzt.

Der Modus GPS2Home soll später ausgebaut werden: dann will ich auf der SD-Karte einzelne Dateien anlegen, die jeweils eine GPS-Route enthalten, und möchte dann von unterwegs eine dieser Routen auswählen können, die das Auto dann abzufahren hat- und ggf. Hindernisse umfahren soll dabei. Wer jetzt noch folgen kann, dem wird klar sein, dass diese Optionen noch weit mehr Möglichkeiten zulassen-im Grunde ist alles, was ein komplettes Navi braucht, vorhanden. Soigar die Möglichkeit, vorhandene Routen zu verfeinern, ist gegeben (das Schreiben auf der Karte hab ich ansatzweise auch schon in Griff, beim Zielpunkt klappts ja einwandfrei).
Ob ich das, was mir da so vorschwebt, hinkriegen werd- sehn wir, wenns soweit ist.

Anbei nen paar Bilder von dem Ungetüm-nen aktuelles mit Karosserie hab ich nicht, da hänge ich eins an, von der ersten Elektronikplatte (die musste runter, weil mir da alles zu dreckig wurd, die war nicht dicht nach unten hin)- man sieht von der ganzen Technik lediglich die vorderen seitlichen und den hinteren Sensor- die müssen nunmal rausgucken.
Naja: und durch die Frontscheibe kann man bequem das Display ablesen. Vorhin hab ich noch nen Hauptschalter für die Elektronik eingebaut, der ist auf den Bildern noch nicht drauf, aber nen Schalter haben wohl die meisten schonmal gesehn.