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Bregrenzungsdrahtsignalaufnehmer und Mähstrategie
Zitat:
Zitat von
Christian H
...
Ich denke mir das Funktionsprinzip ist folgendes: Durch den Phasensprung in der Mitte der Sinuswelle, hat man einen definierten Zeitpunkt in dem Signal. Geht man z.b. x ganze Phasen nach vorne erhält man eine positive oder negative Halbwelle je nachdem ob der Sensor innerhalb oder außerhalb der Schleife ist. Der Zeitpunkt des Phasenwechsels müßte dabei ganz genau bestimmt werden, was ich mir andererseit schwer vorstelle, aber wie soll´s denn sonst funktionieren.
Zu aller erst : " Im Posting #320 ist der PDF-Schaltplan unvollständig ". Bei dem Schaltplan des Begrenzungsdrahtsignalaufnehmers fehlt die Ansteuerung der ICs 4 und 5 ( 4051 ). Außerdem geht es noch weiter mit Verstärkerstufen. Ich vermute Patte 4 de U453 wird gleich sein mit Patte de U454. Da es hierzu kein Schaltplan gibt.
Hier mal die Schaltpläne des oder der Franzosen :
Anhang 25506 Anhang 25507
Thema : " Funktionsprinzip des Begrenzungsdrahtsignalgebers von FriendlyRobotics "
Ehrlich gesagt, weiß ich nicht wie das Funktionsprinzip ist. Die Seite ist in englisch und meine Englischkenntnisse reichen da nicht aus. Und meine Elektronikkenntnisse reichen auch nicht um aus den aufgenommen Signalverläufen zu erkennen was das Prinzip ist.
Und wo ich mich gerade mit den Schaltplänen des Begrenzungsdrahtsignalaufnehmers befasse, merke ich das ich auch noch mal das Thema Operationsverstärkerschaltungen ganz nötig habe.
Das entlangfahren am Begrenzungsdraht macht der RoboMow RL500 sehr gut. Auch 90° Kurven meistert er perfekt ( obwohl davon - glaube ich - abgeraten wird ). Er fährt wirklich schnurstracks gerade dem Begrezungsdraht nach. Wenn man sich anhand der Schaltpläne bzw. der aufgenommen Signale den Aufwand ansieht, scheint eine vernünftige Fahrt entlang des Bergrenzungsdraht nur mit soch einem Aufwand möglich. Natürlich spielt auch die Reglung der Antriebsmotoren dabei eine wesentliche Rolle.
Thema : " WebCam "
Der Thread ist nun schon sehr lang, aber das ist doch der Thread wo per Software bzw. Visualisierung das Mähfeld in kleine Quadrate aufgeteilt wurde um zu sehen wo der RMR bereits gemäht hat oder ?
Gerade die Mähstrategie ist ja der ganze Knackpunkt bei den RMR. Der Bosch INDEGO, RoboMow RS630 und all die anderen aktuellen RMR die zur Zeit wie Pilze aus dem Boden schießen, haben für mich immer noch kein vernüftiges Mähkonzept. Der INGEGO hörte sich von der Mähstrategie sehr viel versprechend an, aber in der Realität mäht er nicht so systematisch wie in den Animationsfilmen dargestellt.
Mit der WebCam in Kombination mit anderen Orientierungshilfen scheint ein sehr effizientes Mähen möglich.
Die anderen Kombinationen die mir spontan einfallen wären der Bergrenzungsdraht selber, Odometrie und ein Kompass.
Die WebCam könnte grob feststellen im welchem Quadranten sich der RMR befindet, mittels Begrenzungsdrahtsignalstärke wäre es möglich den Abstand bis zu diesem im Zentimeterbereich zu bestimmen und per Kompass und Odometrie könnte man gezielt den RMR zu einem Quadranten fahren lassen wo noch gemäht werden muß.
Die Mährstrategie stelle ich mir so vor, das erstmal entlang des Begrenzungsdraht gemäht wird. Jedes abbiegen stellt einen besonderen Punkt dar. Also so eine Art " Leuchtturm ", dessen Koordinaten als Bezungspunkt dienen kann. Nun wird beim erneuten erreichen des ersten Leuchtturms , die Schleife mit halber Mähbreite enger bzw. mit einem größeren Abstand zum Begrenzungsdraht gefahren. Also ein spiralförmiges Mähen von Außen nach innen. Auch feste Gegenstände gegen die der RMR stößt könnten als Leuchturm dienen. Mittels WebCam weiß man wieder in welchem Quadranten sich der RMR befindet und der feste Gegenstand bietet wieder die Möglichkeit einen Fixpunkt innerhalb dieses Quadtranten zu bestimmen. Dieser befindet sich ja wieder in einem bestimmten Winkel und Abstand zu einem anderen Fixpunkt ( Leuchturm ). Um so mehr Fixpunkte um so besser die Orientierung des RMR.
Bernd_Stein
Außerhalb,- Innerhalb des Begrenzungsdrahtes
Zitat:
Zitat von
Christian H
...
Meine Frage wäre diesbezügl, ob der RoboMow RL500 absolut feststellen kann, ob er sich innen oder außen befindet denn nur den Wechsel innen nach außen (oder außen nach innen) zu detektieren, ist natürlich wesentlich einfacher. Sprich, stellt man den RoboMow RL 500 außerhalb der Schleife auf und startet ihn dann, denkt er dann dass er innen ist??
Habe die Wetterlage genutzt um dies zur überprüfen.
Vorab : Im 90° Winkel und größer darf der Begrenzungsdraht verlegt werden, nur nicht kleiner.
Also, lasse ich den RMR außerhalb seiner Schleife auf diese zufahren, positioniert er sich so das er diese im Uhrzeigersinn abfährt. D.h. richte ich ihn außerhalb seiner Schleife so aus, das er gegen den Uhrzeigersinn fahren müsste, korriert er sich so lange bis er seine Fahrtrichtung im Uhrzeigersinn ausgerichtet hat.
Innerhalb seiner Schleife macht er alles um gegen den Uhrzeigersinn zu fahren.
Setz man den RMR zu nahe an den Begrenzungsdraht, so gibt er dies als Fehlermeldung an und rührt sich nicht.
Somit würde ich mal behaupten, er erkennt definitiv ob er sich außerhalb oder innerhalb der Schleife befindet, nachdem er eine Richtung eingeschlagen hat. Er besitzt vier Sensoren ( Festinduktivitäten ). Vorne Links, Vorne Rechts, Hinten Links, Hinten Rechts.
Was zufällig aufgefallen ist, ist das es an einigen Stellen ein Problem mit dem Abstand zum Rand hin gibt, wenn er - ich sage mal - verkehrt herum fährt. Da ich wie in der Bedienungsanleitung vorgegeben, den RMR immer innerhalb der Schleife positioniert habe und dementsprechend dieser gegen den Uhrzeigersinn gefahren ist und ich den Begrenzungsdraht so nah wie möglich am Zaun verlegt bzw. korriert habe bis dies so genau wie möglich passte. Dies bedeutet das er nicht oder nicht immer genau mittig auf dem Begrenzungsdraht fährt. Ich meine dies auch zu Anfang beim verlegen des B-Drahtes so beobachtet zu haben, das der RMR nahe am Begrenzungsdrahtsignalgeber mittig über diesen fuhr und weiter entfernt stark aussermittig.
Bernd_Stein
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Objekterkennung mit webcam, Navigation
Hallo,
vor einiger Zeit ist noch mal nach Bildverarbeitung/webcam gefragt worden. Da ich vor Kurzem von VB6 auf vb.net umgestiegen bin, stelle ich hier noch mal meine Erfahrungen und Codeschnipsel zusammen. Vielleicht ist es ja dem einen oder anderen hilfreich Als erstes ein kurzes Video, vom Monitor mitgeschnitten:
http://youtu.be/eJAyPo1QApY
Die webcam ist im 2.Stockwerk angebracht. Die Videoüberwachung besteht im wesentlichen aus:
1. Erstellen von bitmaps aus dem laufenden mjpg-stream
2. Korrektur der schrägen, verzerrten Bildern in eine Aufsicht von oben
3. Objekterkennung des Rasenrobo
4. Steuerung des Rasenrobo entlang eines vorgezeichneten Kurses
Für Objekterkennung könnte man auch OpenCV einsetzen. Ginge sicher flotter, wollte mir aber mal alles zu Fuß erarbeiten. Aforge habe ich kurz angetestet. Nachdem es eine gefühlte Ewigkeit dauerte, bis der live-stream auf dem Monitor war, habe ich auch das gelassen und alles nur mit vb.net Bordmittel programmiert.
zu 1.: Habe eine Klassenbibliothek "streamtoimage.dll" gestrickt (in OpenCV gibt´s dafür sicher fertige .dll):
Code:
Imports System.Drawing, System.Drawing.ImagingImports System.Net, System.IO
Imports System.Net.Sockets
Public Class Streamtoimage
Shared img As Bitmap, flag As Integer = 0, flag2 As Integer = 0
Shared flag3 As Integer = 0, z As Integer = 0, z5 As String, ii As Integer = 0
Shared tcpclient As TcpClient
Shared enc As System.Text.Encoding = System.Text.Encoding.Default
Shared st As String
Shared buffer5(400000) As Byte, buffer6(200000) As Byte, remotehost2 As String = "", schnipsel2 As String = ""
Shared WithEvents t1 As Timers.Timer
Public Shared Function zeit()
Return z
End Function
Public Shared Sub starten()
If flag3 = 1 Then Exit Sub
flag3 = 1 : ii = 0 : flag = 0 : flag2 = -200
tcpclient = New Net.Sockets.TcpClient()
tcpclient.ReceiveBufferSize = 100000
tcpclient.Client.Connect(remotehost2, 80)
st = "GET /" + schnipsel2 + " HTTP/1.1" + vbCrLf + "Host: 192.168.1.15" + vbCrLf + "Connection: keep-alive" + vbCrLf + vbCrLf ' + "Referer: http://" + "192.168.1.35/live.asp?r=20121005" + vbCrLf + vbCrLf
tcpclient.Client.Send(enc.GetBytes(st))
t1 = New Timers.Timer : t1.Interval = 30 : t1.Enabled = True
flag3 = 0
End Sub
Public Shared Function streamtoimage(ByVal remoteHost As String, ByVal schnipsel As String)
remoteHost2 = remoteHost : schnipsel2 = schnipsel
If IsNothing(tcpclient) = True Then starten()
If tcpclient.Connected = False Then starten()
Return (img)
End Function
Protected Overrides Sub Finalize()
t1.Enabled = False
tcpclient.Close()
MyBase.Finalize()
End Sub
Private Shared Sub t1_Elapsed(ByVal sender As Object, ByVal e As System.Timers.ElapsedEventArgs) Handles t1.Elapsed
If flag > 0 Then Exit Sub
flag = 1 : flag2 = flag2 + 1 : If flag2 = 50 Then starten()
Dim data As String, i As Integer = 0, iii As Integer
Dim länge As Integer, anf As Integer
If tcpclient.Client.Available > 0 Then
i = tcpclient.Client.Receive(buffer6)
If ii + i >= 400000 Then ii = 0
Array.Copy(buffer6, 0, buffer5, ii, i) : ii = ii + i
data = enc.GetString(buffer5, 0, ii)
iii = InStr(data, "Content-Length")
If iii > 0 And ii > iii + 50 Then
länge = (Val(Trim(Mid(data, iii + 15, 7))))
anf = InStr(iii + 18, data, vbCrLf + vbCrLf)
If anf + 3 + länge <= ii Then
Array.Copy(buffer5, anf + 3, buffer6, 0, länge)
img = Bitmap.FromStream(New MemoryStream(buffer6))
z = Now.Second * 1000 + Now.Millisecond
ii = 0 : flag2 = 0
End If
End If
End If
flag = 0
End Sub
End Class
Aus dem Programm können dann laufend mit img=streamtoimage("IPwebcam","Anfrage") Bilder aus dem web-stream geladen werden. Tricky ist der Ausdruck für "Anfrage". Der ist von der webcam abhängig und z.B. für meine Edimax IC-3115W: snapshot.cgi Gibt man z.B. im webbrowser
http://IPwebcam/snapshot.cgi
ein, kommt sofort der livestream. Für andere webcam läßt sich der Ausdruck aus dem Quellcode rausfischen.
2. das image packt man in ein array (buffer1):
Code:
Dim bd1 As BitmapData
Dim rect As New Rectangle(0, 0, img.Width, img.Height)
bd1 = img.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb)
dim max as integer = bd1.Stride * bd1.Height - 1
dim buffer1(max) as integer
Copy(bd1.Scan0, buffer1, 0, max) : img.UnlockBits(bd1)
dann verschiebt man die Pixel im Array buffer um eine Aufsicht von oben zu erhalten. Stichwort Koordinatentransformation,Projektion
Code:
matrix()
.
.
.
For i = 1 To max : Bildneu(i) = buffer1(matrixxy(i)) : Next
.
.
.
Sub matrix()
Dim x1 As Integer, y1 As Integer, x2 As Integer, y2 As Integer
Dim a As Integer, b As Integer, f As Single, yschräge As Integer
a = 1400 : b = 800 : yschräge = 70
For k = 0 To img.Height - 1 : For i = 0 To img.Width - 1
x1 = img.Height - k : y1 = i - yschräge * (x1 / img.Height) '- d
f = (a * b - x1 * a - y1 * b) : If f < 1 Then f = 1
f = a * b / f
y1 = (f * y1 * 0.5) : x1 = (f * x1 * 0.5)
x1 = img.Height - x1
if x1 >= 0 And y1 >= 0 And x1 < img.Height And y1 < img.Width Then
For a1 = 0 To 2 : For a2 = 0 To 2 : For a3 = 0 To 2
y2 = y1 + a1 : x2 = x1 + a2
If k*stride + i*3 + a3 <= max And x2*stride + y2*3 + a3 <= max Then
matrixxy(x2 * stride + y2 * 3 + a3) = k * stride + i * 3 + a3
End If
Next : Next : Next
End If
Next i : Next k
End Sub
Die Unterseite des Videobildes kann man bereits durch Ausrichten der webcam parallel zur x-Achse einstellen. Dann sind noch 3 Parameter einzustellen, die man am besten durch probieren ermittelt. Mit yschräge wird die y-Achse senkrecht zu x-Achse ausgerichtet. a und b entsprechen dem Abstand der Fluchtpunkte (Horizont) in x und y Richtung vom Nullpunkt.
3. Erkennung des rasenrobo: Der Robo hat einen roten Fleck. Grob gesagt wird zu jedem Pixel der Wert 3 * rot - blau - grün bestimmt. Dann bestimmt man die größte positive und negative Änderung dieses Parameters von einem Bild zum nächsten und mittelt noch über mehrere benachbarte Pixel. Wer´s genauer wissen will, muss sich leider durch folgenden Code arbeiten:
Code:
schritt=2 ' um´s etwas zu beschleunigen
For k = 0 To img.Height - 1 Step schritt
For i = 0 To (img.Width - 1) Step schritt
blau = Bildneu(k * stride + i * 3)
grün = Bildneu(k * stride + i * 3 + 1)
rot = Bildneu(k * stride + i * 3 + 2)
blaualt = Bildalt(k * stride + i * 3)
grünalt = Bildalt(k * stride + i * 3 + 1)
rotalt = Bildalt(k * stride + i * 3 + 2)
S5(i, k) = 3 * rot - blau - grün - 3 * rotalt + blaualt + grünalt
Next i : Next k
Bildneu.CopyTo(Bildalt, 0)
'als nächstes Mittelung mit benachbarten Pixel
For k = 1 To img.Height - 1 Step schritt
For i = 1 To (img.Width - 1) Step schritt
If S5(i, k) <> 0 Then
S1(i, k) = S5(i, k) + (S1(i - 1, k) + S1(i, k - 1)) / 9 * 4
Endif
ii = img.Width - i - schritt : kk = img.Height - k - schritt
If S5(ii, kk) <> 0 Then
S2(ii, kk) = S5(ii, kk) + (s2(ii + 1, kk) + s2(ii, kk + 1)) / 9 * 4
endif
Next i : Next k
' Maximum- und Minimumwerte suchen
For k = 0 To img.Height - 1 Step schritt
For i = 0 To (img.Width - 1) Step schritt
S1(i, k) = S1(i, k) + s2(i, k)
If smax < S1(i, k) Then smax = S1(i, k) : xmax = i : ymax = k
If smin > S1(i, k) Then smin = S1(i, k) : xmin = i : ymin = k
Next i : Next k
If smax < 200 Then xmax = -100 : ymax = -300 'nichts gefunden
If smin > -200 Then xmin = -200 : ymin = -400 'nichts gefunden
xmit = 0 : ymit = 0
' nur wenn max und min nahe beieinander liegen auswerten
' Mittelpunkt zwischen Maximum und Minimum ermitteln (Schwerpunkt)
If abs(ymax - ymin) < 40 And abs(xmax - xmin) < 40 Then
ymit = (ymax + ymin) / 2 : xmit = (xmax + xmin) / 2
If ymit Mod 2 = 1 Then ymit = ymit + 1
If xmit Mod 2 = 1 Then xmit = xmit + 1
x = 0 : y = 0 : m1 = 0
For i = xmit - 30 To xmit + 30 Step schritt
For k = ymit - 30 To ymit + 30 Step schritt
If i > 0 And k > 0 Then
x = x+i*abs(S1(i, k)): y = y+k*abs(S1(i, k)): m = m+abs(S1(i, k))
End If
Next : Next
xmit = x / m : ymit = y / m
End If
xmit und ymit sind dann die gesuchten Koordinaten. Anschließend kann man noch evtl. Ausreißer von xmit und ymit verwerfen. Die Werte machen ja keine großen Sprünge.
Dann braucht man noch etwas an Krimskrams für ne GUI drumrum. Uff, das war´s dann. Von denen die sich mit Objekterkennung auskennen, hätte ich natürlich gerne gewußt, ob´s z.B. mit OpenCV wesentlich besser und einfacher geht.
Beste Grüße
Christian
