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Thema: Planung eines GPS gesteuerten Rasenmäher

  1. #1
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    Planung eines GPS gesteuerten Rasenmäher

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    Hallo, ich befinde mich zur Zeit zwar nocht sehr weit in den Anfängen meiner Palnung, aber ich würde gern schonmal ein wenig feedback einholen, damit schon zu anfang an fehlerquellen beseitigt werden
    Wie schon der Titel vermuten lässt, soll es sich hierbei um einen Roboter handeln der weitesgehend Autonom den Rasenmäht (ca. 1000 m² die gemäht werden müssen) da alle bisherigen Roboter bei dieser Fläche versagen oder übelst teuer sind, habe ich mich dazu entschlossen einen eigenen Roboter zu bauen. Wie lange es dauern wird dieses Projekt fertig zu stellen kann ich nicht sagen auch ob dieses Projekt Vollendet wird kann ich auch nicht genau sagen - nur eines weiß ich es ist eine hartes stück Arbeit bis es fertig wird, wenn überhaupt . Bisher quälen mich einige sehr schwierige Fragen wie zB. der Wahl der Sensoren. Aber hier einfach mal die Vorstellung der vorhandenen Punkte:

    Das System Arbeitet mit GPS, diese Punkte werden durch ablaufen der äußeren Kanten ermittelt. Die große Fläche soll dann in mehrere kleienere Flächen eingeteilt werden ca. 5 teilflächen.
    Durch interpolation (linear) soll dann der Roboter dann die äußeren Kannten abfahren, und immer engere Kreise ziehen, da bei dieser großen Fläche ein sog. Choas verfahren nicht den gewünschten Erfolg bringt.
    Die ganze Programmierung soll Objekt Orientiert in C++ geschehen und später auf ein Linux System portiert werden. Als rechner soll ein Mini ATX PC genommen. Über W-Lan sollen die wichtigsten Dinge abgefragt und verändert werden können wie zB. Batteriestand, Sensor Werte usw.

    Was genau als Sensoren genommen werden sollen schwebt zur Zeit in der Luft, genauso wie der Antrieb und die Energie Versorgung, was ich bisher weiß eine einfache 9V Zelle wird nicht ausreichen daher wird denke ich der Roboter 1-2 Autobatterien benötigen. Den Weg zur Lade-Station soll der Roboter natürlich selbst finden via GPS und Ultraschall.
    Da alles OO gestallten werden soll, müssen viele Dinge quasi parallel laufen dafür werde ich wohl die Cross Plattform Qt benutzen die mit Ihren Threads damit die optimale Lösung für mich darstellt.
    Nun zu der Wahl der Sensoren, für größere strecken wird hier das GPS System benutzt da hier aber die genauigkeit nicht ausreichend hochgenug ist, sollen folgende Sensoren sofern möglich genutzt werden:
    triviale Schalter, mit "Draht fühlern" um Busch berührungen oä. zu bemerken
    IR um Hinternisse nicht einfach platt zu fahren sondern berührungslos zu umfahren. Ultraschall zur genaueren Positionsermittlung.
    Als Antrieb soll ein Fahrwerk mit Allrad Antrieb herhalten (12,5mm*56mm Reifengröße) jedoch ist mir unklar ob eine konventionelle Steuerung beutzt werden soll wie zB. beim Auto oder ob hier ein art Panzer steuerung zum zuge kommen soll.
    Die Energie Versorgung macht mir am meisten Sorgen da ich ca. 100 W Leistung einrechne muss diese entsprechend groß sein, und nach möglichkeit schnell nachgeladen werden können, was bestimmt nciht einfach werden wird und ich wohl oder übel Kompromisse eingehen muss.

    Als Mähwerk soll ein Eigenbau herhalten mit einer Schnittbreite von ca. 50 cm .
    Auch soll eine Ausnahmefehler Einheit dabei sein, die zB. verhindert dass, das Mähwerk weiterläuft wenn der Roboter umkippt oder hochgehoben wird. Ausserdem wird eine Diebstahl sicherung von Nöten sein.
    Meiner Meinung nach wird der Bau ca. 1-2 Jahre dauern bis alles läuft wie es soll. Zu erst soll nur ein Rechteck gemäht werden evtl. mit einigen Hindernissen um zu schauen wie das gesamt System darauf reagiert.
    Was meint ihr habe ich eine realistische Chance das Projekt zu realisieren?
    Ich meine es gibt sehr große Probleme wie Zb. der Antrieb und die Energie versorgung habt ihr ein paar Tipps für mich?
    Habe ich bisher wesentliche Dinge vergessen mit einzubeziehen?
    Habt ihr vielleicht eine Ahnung wie ich zB. Rasen von Erde am besten unterscheiden kann? (ein Kamera System soll nach möglichkeit nicht eingesetzt werden)
    Zu meine Vorkenntnissen: ich selbst habe eine Elektrotechnische Ausbildung hintermir und studiere im 3 Sem. Elektrotechnik mit Schwerpunkt in der Informationstechnik.
    mfG Björn

  2. #2
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    Die Genauigkeit von GPS wird wohl ein Problem sein. Das dürfte übertrieben gesagt gerade mal reichen ob man nicht doch beim Nachbarn ist. Mit Fehlern so im 3-10 m Bereich hilft das nicht viel um Hindernisse wie Bäume oder Büsche zu umfahren oder die Ladestation wiederzufinden.

    50 cm Mähbreite sind schon wirklich viel, da braucht man viel Leistung, die meisten Elektromäher haben eher weniger.

  3. #3
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    ja genau wie gesagt der Roboter muss sich in einem Gebiet von gut 1 Hektar zurecht finden - daher das GPS. die Drahtsensoren also cih stell mir das so vor wie fühler sollen halt erkennen ob Busch teile bzw. Äste den Weg versperren, durch die der Roboter nicht durchkommt.
    Das GPS System soll mir lediglich sagen ob der Roboter im Gebiet 1-5 liegt und dann die entsprechenden Daten für die Ultraschall Sensoren laden, damit er dann weiß wo er sich in diesem Gebiet befindet.
    also im Prinziep ist es eine kombination zwischen GPS und Ultraschall...
    ich hatte erst gedacht das ich dies über Infrarot machen könnte jedoch wenn cih nicht weiß wo ich bin, dann weiß ich auch nicht wo ich hin muss um diese Daten zu holen

  4. #4
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    Hallo,

    sind 1 Hektar nicht 10 000 m^2 ?

    Waeren in diesem Falle Ziegen oder Schafe nicht angebrachter? Ausserdem hat man auch Nutzen davon z. B. Milch, Wolle usw. und "Elektronik" die nicht versagen kann.

  5. #5
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    @avr57 außerdem sind letztere Allwetterfest und haben eine Main Time until Failure von etwas von 5-10 Jahren glaub ich.

    Ansonsten würde ich mir glaub ich für so eine Fläche so nen Minibuldog kaufen und dann damit über meinen Rasen heizen.

  6. #6
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    Ja genau ein Hektar entspricht 10.000 m².
    Die hälfte dieser Fläche wird ja schon von Schafen gemäht, jedoch gibt es aber auch Flächen, in denen die Tiere nicht rumlaufen sollen - halt unser Garten. somit beträgt die Fläche "nur" noch 1.000 m² - was ja ímmer noch sehr groß ist .
    Das größte Problem in diesem Projekt sehe ich nachdem ich mir die Flächen angeschaut habe darin, den Roboter wirklich gut koordinieren zu können - Ultraschall zur Positions ermittlung hat eine zu geringe reichweite, GPS ist zu ungenau kann aber unterstützend helfen.
    Per Laser die koordinaten zu bestimmen ist auch nicht sehr sinnvoll, da ich nirgens richtigen Sichtkontakt halten kann... Naja wie gesagt eine Hülle und Fülle an Problemen

  7. #7
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    Moin,

    ich habe mal von Rasenmäher-Robotern gehört, die in einem Bereich geblieben sind, der durch einen Vergrabenen Draht, abgesteckt wurde. Der Roboter konnte diesen Draht erkennen und ist nicht drüberweggefahren. Der hier macht das zum Beispiel so http://robo-mow.de/ .

    mfg
    Erik

  8. #8
    Benutzer Stammmitglied
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    Hallo,

    erstmal entschuldige ich mich fuer das Fehlen des Grusses.

    Gerade beim Autofahren ist mir eine Idee gekommen, basierend auf die Methode des Pfluegens mit Hilfe zweier Dampftraktoren und dem Seilpflug.

    An beiden gegenueberliegenden Seiten des "Grasfeldes" fahren zwei Fahrzeuge stueckweise parallel der Stirnseite entlang, gefuehrt von Kompassmodulen usw. Beide bekommen je ein Laserstrahlempfaenger und -Sender welche einen bestimmten Abstand zueinander haben. Diese Fahrzeuge bewegen durch die Laserstrahlen gefuehrt sich halbwegs synchron und somit mit wenig Versatz. Zwischen den beiden Laserstrahlen faehrt der "Grasmaeher" durch einen dritten Laserstrahle gefuehrt im neunzig Grad Winkel zu den "Fuehrungsfahrzeugen" hin und her. Warum bei mir zwei Fahrzeugen. Diese dienen auch als "Endanschlaege" - z. B. Blechplatte und der "Grasmaeher" kann diese mit Ultraschall "erfuehlen" und kehrtmachen.

    Nur mal so eine Idee von mir.

    Mfg Karl

  9. #9
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    Diese Idee ist ehrlichgesagt nicht so schlecht, aber es bringt ein Problem mit sich, ich kann immer nur rechtwinklig mähen. Aber die idee ist auf jedenfall ausbaufähig....
    ist auf jedenfall aufwändiger als geplant, aber besser als das ganze zu verwerfen.
    Ich werde mal schauen, inwieweit es sich realisieren lässt - danke für den tipp ich werds einfach mal zum späteren Zeitpunkt weiter spinnen

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    den gedanken mit GPS würd ich auch noch net verwerfen, 2 GPS empfänger benutzen, einer stationär einer beweglich, die station als referenz genommen bekommst du unter freien himmel ganz gute werte(musste per funk halt nur die werte austauschen und relative position/bewegung zur station ausrechnen), das würde für eine aufgabe bestimmt reichen, wenn du die möglichkeit hast probiere es mal aus, ist auch ein wenig von den empfängern abhängig!

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