Rasenmäher mit Navigation => neu mit A* Wegfindung!

[Richard]

Moin.

Wenn man ein Schlepprad nimmt wie es so Autotester benutzen,
sollte ein Durchdrehen unmöglich sein. Wenn das dann auch noch
gefedert auf den Boden aufsizt und einen guten Encoder hat sollte
die Wegstrecke/Geschwindigkeit genauer ermittelt werden können.

Möglich auch, das besser hinten die lenkbaren Räder sitzen sollten,
einfach mal die Antriebsräder rückwärz laufen lassen und Testen?

Gruß Richard

[damfino]

Die Wegstrecke ist gar nicht so das Problem, sondern die unbeabsichtigen Kurven. Es genügt ein Steinchen damit ein Rad kurz steht, und schon biegt er um 10° ab. Der dabei entstehende Wegfehler ist dabei minimal. Bei Drehungen müssen die Vorderräder mitgelenkt werden, das bringt am Anfang mehr Widerstand, da dreht das eine angetrieben Rad leichter durch und man berechnet den falschen Winkel.
Nach der Drehung sind die Vorderräder noch quergestellt, wenn man gerade fahren will, werden sie wieder mitgedreht, und dabei können sie die Richtung verändern.
Die lenkbaren Räder hinten montiert werden bei Drehungen nichts bringen, nur bei gerader Fahrt vielleicht.

Es wird viel genauer wenn die Fahrtrichtung extern erfasst, und nicht über die Odometrie berechnet wird. Dazu braucht man aber einen besseren Kompass als den CMPS03.

Immerhin habe ich 2 gute Formeln für die Berechnungen (gerade fahren+drehen), die nur darauf warten irgendwann mit verlässlichen Daten gefüttert zu werden.

LG

[Richard]

Ich lese ja mehr als das ich an meinem Rasenmäher Bot bastel, das
kommt auch daher weil ich noch nichts gefunden habe was eine gute
Navigation überhaupt ermöglicht. Auch mit Baken wird das nicht ganz
genau, Winkelberechnungen verursachen in der Summe halt auch
Rundungsfehler. Ich möchte ja auch geziehlt Bahn für Bahn mähen
und da fangen die Probleme halt schon an. Also weitersuchen/Lesen.

Gruß Richard

[the_muck]

Erfasst du auch den Winkel/Position der vorderen Räder? Vielleicht kann man das mit einbinden, dreht sich der Robo weg wen ein Stein im Weg ist so müssten sich die Vorderräder ja um den Vorlauf drehen...

[damfino]

@Richard: In Bahnen mähen geht schon, unter 2 Bedingungen:
1) ein Mäher der ca 75cm breit mäht.
2) ca 10.000€ für ein DGPS System aus der Landwirtschaftstechnik das auf 50cm genau ist.

Jetzt müsste man nur wissen welche Empfänger für DGPS geeignet sind, wie man aus dem ersten Empfänger die Korrekturdaten herausbekommt und berechnet, und wie man diese dem 2. Empfänger übermittelt. Dann kann man selber so ein System basteln.

Baken gehen schon, wie genau die Winkelberechnung ist, hängt vom Aufbau ab. Die maximalen Abweichungen sind bekannt, mit so einem systematischen Fehler kann man problemlos leben.

Aber ich hoffe dass ich mit meiner relativ einfachen Methode die Effizenz des Mähens gegenüber der reinen Chaosmethode ausreichend verbessere, da ich bereits gemähte Flächen auslassen, und dafür ungemähte Flächen anfahren kann.


@the_muck: Die Vorderräder messe ich nicht, denn bei Bodenunebenheiten wird/kann/muss ein Vorderrad in der Luft sein, um zu garantieren dass die angetriebenen Hinterräder immer Bodenkontakt haben.
Daher würde ich 2 Winkel messen, von denen ich nie weiß welcher davon stimmt. Jetzt könnte man vorne eine Pendelachse einbauen, dann wären die Räder immer am Boden, aber dann muss man die Achsneigung mitmessen und mitberechnen...
Da hilft auch ein Dreirad nicht, wenn der Mäher nicht mehr waagrecht dasteht berechnet man Raumkurven, und hat mit großem Aufwand wieder eine neue Fehlerquelle gefunden.

Einfacher ist es einen guten Kompass zu verwenden, aber ich warte mal ab wie weit ich mit dem GPS komme.

LG!

[Richard]

Ich habe da eher eine möglichst genaue Radenkoder Auswertung
im Kopf welche dann nach einigen m per Bakenmessung korregiert
wird. Dadurch muß die Bake nicht permanennt abgefragt werden,
die Rundungsfehler werden kleiner summiren sich weniger stark.

Mein Vater hatte mal einen E-Mäher (Brill/Gardena ?) mit 12 V
Autoaccu. Dia Räder selber waren NICHT angetrieben, es war ein
Walzenmäher. Aber die Räder waren sehr dicht hintereinader wenn
mann da die beiden vorderen antreibt, die hinteren Federlagert
und abfragt.....Hmmmm? Leider finde ich diesen Typ nicht wieder.

Der dürfte für einen Umbau grenzgenial sein!

Gruß Richard

Ps.: Mein Netz oder PC spinnt ich bin nur noch spordanisch online.

[Richard]

@Richard: In Bahnen mähen geht schon, unter 2 Bedingungen:
1) ein Mäher der ca 75cm breit mäht.
2) ca 10.000€ für ein DGPS System aus der Landwirtschaftstechnik das auf 50cm genau ist.

Du Träumer. Die Kompassmodule sind auch nur "Schätzeisen",
Ich glaube langsam das es auf dieser Welt ( im Bastler Budget) nichts
sinnvolles gibt. Außer möglicher Weise Video Auswertung, da gibt
es (im Labor) schon wahnsinnig tolles! Ich habe mir mal Demos
geladen, da werden in einem Brei aus Mikoben, ganz bestimmte
herausgefiltert und dann gezählt...Staun³. Aber halt nicht in freier Natur
und weit außerhalb meiner Fähigkeiten. Letztendlich optimal.....
Mähe in Richtung Baum a, danach in Richtung ....u.s.w.

Aber in diesem Forum ist Traumen ja erlaubt.

Gruß Richard

[damfino]

Wieder mal neuer Status:

In den letzten Wochen habe ich einige/unzählige Stunden damit verbracht die Software zu verbessern. So gab es Fehler bei der Positionsbestimmung beim Drehen, und beim Anfahren eines Punktes ist er oft genau entgegengesetzt gefahren.

Der Mäher dreht nicht ganz auf dem Stand, da ein Rad steht, und sich nur das andere bewegt. Damit gibt es beim Drehen einen Richtungswechsel, und dazu eine Verschiebung in x und y. Im Internet findet man wenig dazu, das was ich gefunden habe war falsch, und so half nur am Papier die Wege und Drehungen aufzuzeichnen und die Formeln selber zu bestimmen. Habe ich sicher auch schon mal in Mathe gelernt, und schon längst vergessen

Das Anfahren von Punkten hatte ähnliche Fehler mit dem bestimmen der Fahrtrichtung.
Ein Problem bleiben nur große Hindernisse (wie Haus) im Fahrweg, da findet er kaum herum. Ich hatte mal vor Jahren etwas in Scilab programmiert das auf einer einfachen Rasterkarte solche Situationen lösen konnte, aber die Übertragung auf den Mäher funktioniert nicht besonders.
Ich habe es jetzt so gelöst dass der Garten in mehrere Bereiche unterteilt ist, jeder Bereich hat einen Bezugspunkt der ohne Hindernisse angefahren werden kann. Wenn ich jetzt einen neuen Punkt im Garten anfahre der nicht im selben Bereich ist, fährt der Mäher von Bezugspunkt zu Bezugspunkt bis er im richtigen Bereich ist, und von da zum Zielpunkt.
Das funktioniert, wenn man die errechnte Position vom Display mit dem Plan vom Garten vergleicht sehr gut. Tests in der Wildnis stehen noch aus.

Was nicht so toll gelöst ist, ist die Auswahl und Reihenfolge der Bezugspunkte. Ich habe es derzeit mit einer Unmenge an switch-case gelöst, geht bei 9 Punkten gerade noch.
Eleganter wärs mit einem A* Algorithmus, aber wie kann man den am Atmega programmieren? Für die 9 Felder müsste es vom Speicherplatz noch gehen, und man könnte den dann auch teilweise für Hindernisse einsetzen. Ich hab jetzt aber keinen Schimmer wie man den programmiert, auch wenn das Prinzip logisch ist, und ich die Ergebnisse ja hardcoded in den switch-case stehen hab.

Ansonsten ist ein neuer 40W Mähmotor eingebaut, der Plastikteller wurde gegen eine Aluscheibe getauscht. Der Plastikteller hat alleine durch den Luftwiderstand 20W verbraten und ca 10A Anlaufstrom benötigt, was den Motortreiber etwas zum glühen brachte. Mit der Aluscheibe ist das Geschichte, leider konnte ich keine größer als 200mm auftreiben, und das Zuschneiden mit der Hand erforderte einiges an Nacharbeit damit es halbwegs passt. Damit ist die Mähbreite vorerst auf 26cm beschränkt, werde später mal testen wie es mit längeren Messern funktioniert.

GPS Empfänger kommt in den nächsten Tagen, Positionsbestimmung erfolgt über Odometrie, wenn Abweichungen zum GPS größer 2m oder größer 10° werden die Daten vom GPS übernommen, und mit denen weitergerechnet.
Programmiert ist schon alles, fehlt nur der Test ob es funktioniert.

Jetzt fehlt nur noch ein Gehäuse und das Auslegen der Begrenzungsschleife. Und je nach Fahrleistung eine Ladestation.

Das Programm braucht jetzt 20kB Flash und 1450B SRAM, wobei im Ram die Rasterkarte vom Garten ca 1000B verbraucht.
Etwas Platz für Erweiterungen ist also noch vorhanden

LG!

[Beecee]

Hallo Damfino,

das klingt schon mal super, wenn er jetzt noch so gut mäht wie es vorwärts geht ist es perfekt.
Gibt es neue Bilder oder ein Video ?

Grüße
Michael

[Beecee]

Hallo Damfino,

welchen GPS-Sensor/Maus willst du nehmen ?
Mein Mäher kann sich im moment in einer kleinen Schleife von 1 Meter ganz gut halten ohne Amok zu laufen, zur Zeit versuche ich eine automatische Kalibrierung zu programmiern damit beide Motoren immer gleich laufen.

Grüße
Michael