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Thema: "Blackbox" zur Grenzerkennung bei Rasenrobbys

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Klingon77
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    "Blackbox" zur Grenzerkennung bei Rasenrobbys

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    Hi,

    Die Rasenmähergemeinde ist hier nicht gerade klein.

    Gehe auch mit so einem Ding "schwanger" und habe ein Problem.

    Bin eher "Mechanikus" den "Elektronikus". Grundkenntnisse in Elektronik (hauptsächlich Digital - Logik und C-Control M-Unit) sind da.

    ---------------------------

    Hier wurden schon viele Möglichkeiten diskutiert, wie man es anstellt, dass der (Rasenmäher)Bot nicht abhaut, bzw. die Blumen mäht (Grenzerkennung).

    Ohne nun die Diskussion wieder anzuwerfen, denke ich, dass die eleganteste Lösung darin besteht, einen dünnen Draht mit kleinen Erdspießen auf dem Boden zu verankern. Dieser wird mit Impulsen beschickt und der Robby erkennt beim drüberfahren - Ende meines Bereiches.

    Das Prinzip der im Forum vorgestellten Schaltungen habe ich verstanden.

    Aber...

    lasst uns doch noch einen Schritt weitergehen.

    Was ich (und viele andere, da nicht nur bei Rasenrobbys interessant) bräuchten, wäre eine "Blackbox - Schaltung", die den Draht erkennt und in Form eines TTL-Signals ausgibt, ob sich der Robby innerhalb der Schleife oder außerhalb befindet.

    z.B: 1Bit -High = innerhalb der Schleife; Low = außerhalb der Schleife.

    Dieses Signal kann nahezu jeder Anfänger in seinen Robby anbinden und auswerten.

    Des weiteren wäre eine zweite Schaltung von Vorteil, die der Maschine sagt, wie sie zur Ladestation kommt.

    ...zweiter Draht - Robby folgt dem Draht.
    3 Bit
    Bit 1 = High - steuere nach links; Low = nicht beachtet
    Bit 2 = High - richtiger Kurs; Low = frage Bit 1 oder 3 ab
    Bit 3 = High - steuere nach rechts = Low = nicht beachtet

    Diese beiden Schaltungen würden viele in die Lage versetzten Ihren Robby nach draußen zu "entlassen".

    Anbei noch eine Skizze zur Verdeutlichung.



    Gruß, Klingon77
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  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Klingon77
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    hi,

    ist schon klar, Doppelpost´s verstoßen gegen die Etikette, aber...

    ist mein Vorschlag zu:

    leicht ? (macht man mit links)
    schwer? (können wir nicht)
    nicht umsetzbar? (hab ich schon in komerziellen Rasenbots gesehen)
    uninteressant? (hat keiner was davon)
    umfangreich? (kann keiner nachbauen/bezahlen)

    oder gibt es die "fertige" Lösung schon und ich hab´s einfach verpasst oder überlesen?

    Seitenlang wurde darüber diskutiert, wie man es fertigbringt, das der mühsam gebaute Robby im freien nicht "stiften geht".

    Nun keine Antwort???

    Wundert mich...

    Wo liegt mein Fehler?? Klärt mich mal auf!

    Bitte!

    Gruß, Klingon77
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  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Servus, Hostingnachbar!

    Ich seh das so: Ne Blackbox-Schaltung muss das ganze ja irgendwie unabhängig von Robotergeometrie erfassen können.

    Ausserdem: ausserhalb oder innerhalb der Schleife? Wenn ich Blind vor nem Zaun stehe und den Zaun fühlen kann, weiß ich dadurch alleine ja doch gar nicht ob ich ihnen oder aussen stehe. Für die Aussenbegrenzung ist das vll nicht wichtig, da der Bot wahrscheinlich eh nicht raus kann.

    Wenn ich jetzt den Draht erreiche, der mich zur Ladestation bringt, soll ich dann nach Links oder besser nach rechts dem Draht folgen? Wenn man das ganze geschickt aufbaut, könnte das egal sein, da es ja ne Schlaufe ist.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Klingon77
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    hi,

    es gibt doch noch Erbarmen unter den Menschen!

    Fast hätte ich den Glauben verloren...

    Also:
    1) Blackbox-Schaltung bezieht sich nur auf die Datenübergabe zum "Rechenknrecht".

    Wenn ich das richtig verstanden habe erkennt der Bot mit Hilfe einer Spule die knapp über dem Boden am Bot befestigt wird anhand eines positiven oder negativen Ausschlages der ausgesendeten Pulse ob er innerhalb oder außerhalb der Schleife ist.

    Die Spule (oder Spulen) kann jeder an seiner Maschine anbringen, wo er will. Spezifikationen (z.B: max. Abstand zum verlegten Draht) kann man ja angeben.
    Dann kommt die Analogschaltung zur Auswertung des Signals und die Umsetzung in TTL. (Habe leider fast keine Ahnung von analog - und schon gar nicht von Spulen und drahtlosen Signalen)

    2) Den 2. Draht zur Ladestation:
    Ist egal, wie er fährt, da alle Wege zum "Saft" führen. In unserem Fall halt nur zwei - linksrum oder rechtsrum.

    Was natürlich auch noch geplant und gebaut werden müsste sind die beiden Einspeisungen für die Impule in die beiden Drähte.

    Die Ladestation könnte das Velassen des Bots registrieren (Trennung von der Ladung) und nach einer einstellbaren Zeit (abhängig von der Akkulaufzeit des Bots) die Rückholschlaufe aktivieren.

    Ich denke mit diesem Konzept ist man mit sehr wenigen einzustellenden Parametern sehr flexiebel.

    Platz für eine oder auch mehrere kleine Spulen hat wahrscheinlich jede an seinem Bot.

    Gruß an Madgyver, der mir den Glauben bewahrte und alle anderen Entwickler

    Klingon77
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  5. #5
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    Ah..prinzipiell wäre es mit der Spule ja möglich. Das Magnetfeld ist ja ausserhalb und innerhalb der Spule durch die Vorzeichenrichtung verschieden. Allerdings müsste man austesten was für Feldstärken man braucht. Je Näher man dem Draht kommen muss, desto schwieriger wird es das Vorzeichen des Feldes Korrekt zu bestimmen. Mit gescheitem Filter und verstärkung sollte das eigentlich kein Problem sein.

  6. #6
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    hi,
    ich dachte immer, je weiter weg die Spule vom Draht ist, um so schwieriger wäre es, etwas zu erkennen?

    Wie setzte ich ein Vorzeichen (+ / -) des Feldes in digital um?

    Gruß, Klingon77
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  7. #7
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    Also, wie du auf meiner Laienskizze sehen kannst, ist das Magnetfeld um ein Kabel ja Kreisförmig. Die Pfeilrichtungen zeigen das jeweilige Vorzeichen an. Ist die Spule (rechts als Querschnitt) nun sagen wir mal innen, Zeigen die Pfeile nach oben und erzeugen bei jedem Puls einen beispielsweise positiven Impuls in der Spule. Sollte die Spule sich jenseits des Drahtes bewegen, dann zeigen die Pfeile in die andere Richtung und es entsteht ein Impuls mit umgedrehten Vorzeichen.

    Dabei trägt jeweils immer nur der senkrechte Anteil des Kreises zum Impuls bei.

    Kommt man dem Draht näher, so steigt zwar die Feldstärke des Magnetfeldes und man kann es besser aufspüren, aber wie du sehen kann ist der Kreis kleiner. Durch Schwankungen der Spule durch den unebenen Untegrund kann sich die Spule vertikal bewegen bzw. auch kippen. Bei großen Durchmessern des Wirbelfeldes spielt das kaum eine Rolle da die Krümmung klein ist. Bei kleinen Durchmessern ist das schon etwas fehleranfälliger wegen der stärkeren Krümmung, jeweils im Vergleich zu den Dimensionen der Spule.
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken zaun.jpg  

  8. #8
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    hey,

    Vorab schon mal Mercy vielmals für die Hilfe.

    so einfach ist das Prinzip?

    toll erklärt. Sogar ich hab´s verstanden.

    Wie bekomme ich dann die vermeindlich positiven oder negativen Ausschläge (z.B: auf meinem Oszi) in TTL?

    Wenn die Spule rechts vom Querschnitt ist (innen) und der Ausschlag positiv ist, funzt das auch noch, wenn der Robby 5 m vom Draht weg ist (bei angenommenen 10 m Radius).
    Was in den Diskussionen mitbekommen habe ist, daß der Draht lediglich mit Impulsen - bis ca. 3A - beschickt wird. Impulse reichen ja auch. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Bots kann man ja die Impulsabstände in Relation zur zurückgelegten Entfernung / Zeiteinheit setzten.

    Deiner Beschreibung nach "aber wie du sehen kann ist der Kreis kleiner" erhält die Spule bei theoretischer Deckungsgleichheit mit dem Draht kein Siglnal. Wäre ja auch nicht schlimm, da er gleich ein negatives empfängt, wenn er über den Draht rüberrauscht.


    Gruß, Klingon77
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  9. #9
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    Re: "Blackbox" zur Grenzerkennung bei Rasenrobbys

    Zitat Zitat von Klingon77
    Hi,

    Die Rasenmähergemeinde ist hier nicht gerade klein.
    Was ich (und viele andere, da nicht nur bei Rasenrobbys interessant) bräuchten, wäre eine "Blackbox - Schaltung", die den Draht erkennt und in Form eines TTL-Signals ausgibt, ob sich der Robby innerhalb der Schleife oder außerhalb befindet.
    Moin moin,

    Soll ich Dir mal ein Bild von meinen Rasen schicken? ))) Der
    ist seit 4 Jahe nicht mehr unters Messer gekommen und ehe ich nen
    Rob gebaut habe passiert da auch nix mehr!

    Schleife ist recht einfach nur wie willst Du das ordentliche Mähen
    steuern? da mußt Du dann schon die ganzen Bahnen von Start bis Ziehl verkabeln (Einbuddeln)! Dann eine Frequenz auf die Schleife und vorne mittig vorm Mäher zwei Inducktionsschleifen zwischen/unter denen
    sich das Kafel befindet....Aufwändig aber relativ einfach zu bauen und wenn die Technick nicht ausfällt Idiotensicher.

    Ich habe mir einen Beschleunigungssensor besorgt, ist nix weil der die Erdanziehung mit Messen tut und wenn der Mäher den Hang zur Terrasse schräg hoch muß.....

    Jetzt mache ich mich mit Laser Scanner und Bildverarbeitung ODER
    gleich Stereokamera + Bildverarbeitung/Entfernungsbestimmung schlau,
    ich habe ne Menge Büsche und Bäume auf den 3600 m² Wald Grundstück welche umfahren werden müssen!

    Ich muß also eine 3D Karte erstellen und die Hindernisse als Wegmaken zur Orientierung benutzen. Dabei muß das nicht ganz Autonom geschehen,
    Ich hatte vor zum Einlesen den Mäher zu schieben. Erst ein Großes Plygon Rasengrenzen, darin dann kleine halt die Hindernisse. Das Ganze dann in den Pc (als Mousesteuerung) in ein Grafickprogramm den Rasen Grün die Hindernisse frei "Füllen". Stiftbreite = (Mäherblatt - 5 cm Überlappung) als HPGL in eine Datei Plotten und zurück in die Mähersteuerung.

    Die Datei dann 2 x einmal senkrecht füllen einmal wagerecht füllen, dann
    wird der Rasen auch wie vom Fachmann gemäht.

    Plottersteuermodule gibt es beinahe für lau, der AVR braucht die Dateien nur richtig weiterleiten und sich um das richtige Anfahren der Wegmarken, also Kurskorrektur/Einhaltung zu kümmern.

    Wird aber noch dauern bis ich das SO durchdacht habe das ich anfangen kann zu Basteln. Ich fange mit den Sensoren und Schlaulesen an, wenn das nicht klappt kann ich den Rest auch vergessen.

    Gruß Richard

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Klingon77
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    Re: "Blackbox" zur Grenzerkennung bei Rasenrobbys

    Zitat Zitat von Richard
    Soll ich Dir mal ein Bild von meinen Rasen schicken? ))) Der
    ist seit 4 Jahe nicht mehr unters Messer gekommen und ehe ich nen
    Rob gebaut habe passiert da auch nix mehr!

    Schleife ist recht einfach nur wie willst Du das ordentliche Mähen
    steuern? da musst Du dann schon die ganzen Bahnen von Start bis Ziehl verkabeln (Einbuddeln)! Dann eine Frequenz auf die Schleife und vorne mittig vorm Mäher zwei Inducktionsschleifen zwischen/unter denen
    sich das Kafel befindet....Aufwändig aber relativ einfach zu bauen und wenn die Technick nicht ausfällt Idiotensicher.

    Ich habe mir einen Beschleunigungssensor besorgt, ist nix weil der die Erdanziehung mit Messen tut und wenn der Mäher den Hang zur Terrasse schräg hoch muß.....

    Jetzt mache ich mich mit Laser Scanner und Bildverarbeitung ODER
    gleich Stereokamera + Bildverarbeitung/Entfernungsbestimmung schlau,
    ich habe ne Menge Büsche und Bäume auf den 3600 m² Wald Grundstück welche umfahren werden müssen!

    Ich muß also eine 3D Karte erstellen und die Hindernisse als Wegmaken zur Orientierung benutzen. Dabei muß das nicht ganz Autonom geschehen,
    Ich hatte vor zum Einlesen den Mäher zu schieben. Erst ein Großes Plygon Rasengrenzen, darin dann kleine halt die Hindernisse. Das Ganze dann in den Pc (als Mousesteuerung) in ein Grafickprogramm den Rasen Grün die Hindernisse frei "Füllen". Stiftbreite = (Mäherblatt - 5 cm Überlappung) als HPGL in eine Datei Plotten und zurück in die Mähersteuerung.

    Die Datei dann 2 x einmal senkrecht füllen einmal wagerecht füllen, dann
    wird der Rasen auch wie vom Fachmann gemäht.

    Plottersteuermodule gibt es beinahe für lau, der AVR braucht die Dateien nur richtig weiterleiten und sich um das richtige Anfahren der Wegmarken, also Kurskorrektur/Einhaltung zu kümmern.

    Wird aber noch dauern bis ich das SO durchdacht habe das ich anfangen kann zu Basteln. Ich fange mit den Sensoren und Schlaulesen an, wenn das nicht klappt kann ich den Rest auch vergessen.

    Gruß Richard
    hi,

    hört sich sehr interessant an, aber für meine Fähigkeiten mindestens 3 Nummern zu hoch.

    Ich möchte einfach nur, daß der Robby die äußeren Grenzen erkennt und den Weg zur Ladestation findet.

    Die Hindernisse möchte ich mit Sensoren (Ultraschall und/oder Infrarot, sowie umlaufende Prallplatte mit Mikroschaltern) erkennen.

    Die Steuerung erfolgt willkürlich und ungeordnet - Hindernis oder Grenze erkannt - wenden, weitermähen.
    Dies ist zwar nicht effizient aber relativ einfach zu steuern.

    Ich hab noch etwas über 1 Quadratmeter Solarpanels (polykristalin) im Garten stehen, denen im Moment eine Aufgabe fehlt. Damit möchte ich später den Robby laden. Dann ist das chaotische Richtungsverhalten des Mähers, was den Energieverbrauch angeht, nicht mehr so schmerzlich.

    ----------------

    So,
    all das traue ich mir im Prinzip zu - Mechanik - Elektronik - Software.
    Bis auf die Drahterkennung bei der Grenze und den Rückführdraht.

    Da brauche ich Unterstützung und ich glaube, ich bin da nicht alleine.

    Auch viele "indoor-Robbys" könnten so z.B: durch einen unter einem Teppich verlegtem Draht in Grenzen gehalten werden. Man bräuchte Ihnen keinen Plan des Schlafzimmers einzugeben, nur um Ihnen zu sagen daß die da nach 22.00 Uhr nicht mehr rein dürfen....
    oder so.

    Freue mich, daß das Thema noch nicht tot ist und das mir jemand helfen will.

    Wundert mich, daß ander mit autonom agierenden Maschinen sich nicht zu Wort melden. Ich denke daß in einer solchen Blackbox eine Menge Potential steckt.

    Denk nur mal an die PWM Motorsteuerungs-(Blackbox). Kaum einer arbeitet heute ohne eine PWM Steuerung!

    Hat auch noch Zeit, da ich noch mindestens ein Jahr oder so mit der Mechanik beschäftigt bin, dann noch die Elektronik basteln. Erst dann wird es brisant!

    Mit weihnachtlichem Gruß

    Klingon77
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