Rasenmäher mit Navigation => neu mit A* Wegfindung!

[oberallgeier]

... IR hat Lichtgeschwindigkeit ... für Entfernungsmessung im Nahbereich ... ungeeignet ...

Ich habe seit vielen Jahren zwei optische Sensoren in Benutzung, die ganz hervorragend für Navigation im Nah- und im Fernbereich geeignet sind, AGC, Farbsensorik und sonstige Features. Vom energetischen Minimalaufwand will ich jetzt garnicht schwärmen. Basis ist Bilderkennung, Stereometrie, eine Menge komplexe Datenverarbeitung - und natürlich mein neuronales Netzwerk im Kopf.

... müssten auch schon im Zentimeterbereich deutliche Laufzeitunterschiede festzustellen sein ...

Stimmt. Vor allem, wenn eine Sensor-Peillinie durch eine thermisch andere Luftblase läuft als die andere. Genaue Entfernungsmessung in der üblichen Umgebung, sprich im thermischen Chaos der Atmosphäre ist eine neckische Theorie.

[Richard]

Störsignale und Störgrößen gibt es überall, für solche einfache Aufgaben lassen sie sich aber leicht rausfiltern. Dass Ultraschall prinzipiell gut zur Nahnavigation geeignet ist, zeigen uns die Fledermäuse, die keine Probleme haben, damit sowohl ihre Wege als auch ihre winzige Beute zu finden. Was soll an Infrarot besser sein? IR hat Lichtgeschwindigkeit und ist deshalb für Entfernungsmessung im Nahbereich ebenso ungeeignet wie GPS. Und Positionsbestimmung über Winkel ist bedeutend aufwendiger.

Einen Rasenmäher mit Kamera und Bilderkennung auszurüsten, ist mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Die Unterscheidung per Kamera, wo der Rasen schon gemäht ist und wo nicht, ist alles andere als trivial. Da scheint mir das Kartenkonzept mit Positionsbestimmung und abhaken der gemähten Stellen wesentlich einfacher und sinnvoller.

Mit Störsignale waren (auch) Autos, Motorsägen u.s.w. gemeint. Mit IR waren eher Baken zur Positions erkennung / berechnung NICHT Abstandsmessung gemeint. Wie weit der Rasen entfernt ist weiß man gewöhnlich.

Ob man mittels Kamera erkennen kann wo schon gemäht ist? Auf alle Fälle schwierig, ich dachte da eher an bestimmte Bild-Baken wie Bäume, Hausecken, Gartenbank oder ähnliches. Also vom Prinzip sehen wo hin gefahren wird inklusive Hindernis Erkennung.

Bei US bleibt auch noch der Schall Kegel, bei
20 x 30 m Rasenfläche sicher nicht zu vernachlässigen. Dazu noch mögliche Ruflektionen.....das wird auch nicht wirklich einfach beim Auswerten....

Gruß Richard

[Richard]

... IR hat Lichtgeschwindigkeit ... für Entfernungsmessung im Nahbereich ... ungeeignet ...

Ich habe seit vielen Jahren zwei optische Sensoren in Benutzung, die ganz hervorragend für Navigation im Nah- und im Fernbereich geeignet sind, AGC, Farbsensorik und sonstige Features. Vom energetischen Minimalaufwand will ich jetzt garnicht schwärmen. Basis ist Bilderkennung, Stereometrie, eine Menge komplexe Datenverarbeitung - und natürlich mein neuronales Netzwerk im Kopf.

Und wenns unscharf wird gibt es noch Fielmann......

Gruß Richard

[wuwei]

Ich habe seit vielen Jahren zwei optische Sensoren in Benutzung, die ganz hervorragend für Navigation im Nah- und im Fernbereich geeignet sind, AGC, Farbsensorik und sonstige Features. Vom energetischen Minimalaufwand will ich jetzt garnicht schwärmen. Basis ist Bilderkennung, Stereometrie, eine Menge komplexe Datenverarbeitung - und natürlich mein neuronales Netzwerk im Kopf.

Das hab ich auch alles, doch ich würde es ungern an einen Rasenmäher abgeben, weil ich es noch für wichtigere Angelegenheiten brauche. Und das nachzubauen erscheint mir als zu große Aufgabe. Übrigens bietet diese an sich hervorragende und vielseitige Ausstattung weder Entfernungsmessung noch Positionsbestimmung.

Es gibt auch Rasen-Mäh-er mit ähnlicher Ausstattung zu kaufen und sogar garnicht mal so teuer, aber sie haben auch Nachteile. Sie haben keinen Ein/Aus-Schalter und sind kaum bis garnicht programmierbar. Außerdem hinterlassen sie das ge-mäh-te Gras in einer Form, die nicht allen zusagt.

Aber wenn ich mich nicht irre geht es in dieser Runde um einen rasenmähenden Roboter, der seine Sache an sich schon ganz gut macht bis auf die noch recht ungenaue Positionsbestimmung per GPS. Und trotz eurer Mäkeleien bin ich überzeugt, dass mit Ultraschall eine wesentlich genauere Positionsbestimmung möglich ist.

[damfino]

Mit US kann man sicher die Positionsgenauigkeit erhöhen. Der letzte Sommer hat mir gezeigt dass ein gutes GPS Signal eigentlich schon ausreicht um vernünftig auf dem Grundstück navigieren zu können. Bei schlechtem GPS Signal sieht es anders aus. Bei mir gibt es vor allem auf der Nordseite Probleme, wo wahrscheinlich durch Reflexionen komplett falsche Positionsdaten rauskommen.
Hier will ich einmal mit (geplant 2) US Baken nachhelfen, und zwar über Funk jede Bake einzeln starten und über Laufzeit die Position berechnen. Mir genügt eine erreichbare Genauigkeit <1m, damit kann man gut navigieren, und den Rest erledigt die Begrenzungsschleife.
Die neue Hauptplatine ist schon für diese Erweiterung ausgelegt, der Atmega32 Slave bekommt dann zum GPS noch ein Funkmodul und die Sensoren angeschlossen und kann daraus die beste Position bestimmen. Der Hauptkontroller übernimmt weiter die Odometrie und entscheidet ob er lieber den Odometrie- oder den Positionsdaten vom Slave vertraut.

Leider habe ich momentan wenig Zeit dafür, ich muss noch das neue Fahrgestell, Gehäuse und Ladestation bauen und die bisherige neue Elektronik+Software testen, erst dann kann ich mich um die Baken kümmern.
Falls jemand an den Baken Interesse hat, kann man in einem gemeinsamen Projekt sicher schneller zum Ziel kommen.

LG!

[rchdrei]

Hallo zusammen,
ich bin vor kurzem auf diesen Eintrag gestoßen und habe ihn intessiert gelesen. Ich plane auch einen ähnlichen Rasenmäher (vorerst vermutlich erst ferngesteuert und danach soll er natürlich auch "autonom" fahren können) zu bauen und stehe ebenso vor den ganzen Problemen/Fragen ...
Leider konnte ich aus den vielen Einträgen, unterm Strich nicht "die Lösung" herauslesen, wie man nun z.B. die Positionsbestimmung, Navigation etc. am besten umsetzt.

Nachdem ich auch nach vielen Tipps und Ideen, immer mehr von dem Glauben abkomme, die Navigation mit diversen Sensoren, auf die benötigte Genauigkeit/Verlässlichkeit hinzubekommen, hätte ich noch einen weiteren Ansatz (bin mir nicht sicher, ob das hier schon besprochen wurde):

Was würdet ihr davon halten, den Rasenmäher über eine Kamera zu steuern, die nicht am Rasenmäher, sondern irgendwo "zentral" am Haus o.ä. angebracht ist? Die Kamera müsste so positioniert sein, dass sie ein möglichst großes Sichtfeld abdeckt. Der Nachteil - ganz klar - die Fläche müsste weitestgehend für die Kamera sichtbar sein. Bei mir wäre das z.B. für die größten Flächen gegeben ...
Im Detail hätte ich es mir dann so vorgestellt (von der konreten Programmierung mal abgesehen): Man definiert auf dem Kamerabild, den Pfad, den der Rasenmäher/Roboter fahren soll. Der Roboter selbt, bekommt oben eine rote Kugel o.ä. montiert, dessen Farbe die Kamera/das Programm erkennen muss. Nun müsste in bestimmten Intervallen geprüft werden, wo der Roboter sich befindet und wo er, nach dem vorgegebenen Pfad, hin soll. Die Fläche wäre ein Koordinatensystem, dass (am einfachsten) nur dem "Steuerprogramm" bekannt ist. Anhand der Soll-/IstPunkte, wird dann berechnet, welcher Winkel? gefahren werden soll.
Entweder überträgt man dann per Funk nur die Richtung, in die der Roboter fahren soll, oder man schickt ihm die Ist-/Soll-Koordinaten und man berechnet auf dem Roboter den zu fahrenden Winkel ...
Auf dem Roboter selbst müsste man dann noch z.B. einfache Abstandssensoren/Taster berücksichtigen, so dass nicht wild drauf losgefahren wird, nur weil es das Programm sagt. Vielleicht könnte man auch noch einzelne Punkte mit Hindernissen markieren (und später vielleicht in einer Karte abspeichern, auswerten, o.ä. - aber nicht am Anfang ....)

Die größte Einschränkungen dürfte die benötigte Sichtkontakt zum Roboter sein und dass man die ganze, zu mähende Fläche, über die Kamera einsehen muss. Wenn das aber gegeben ist, hätte man dadurch aber doch die Probelme mit der Positonsbestimmung und Navigation eigentlich gelöst?!??!

Noch keine Idee habe ich, wie man die Bilder von einer Kamera entsprechend verarbeiten und v.a. die Markierung/Farbe/Objekte darin erkennen kann.


Was haltet ihr von diesen Überlegungen? Welche Probleme seht ihr darin? Habt ihr Ideen, wie man die Kamerabilder auswerten kann und habt ihr Tipps, wie man die Objekterkennung umsetzten kann? Ich möchte hier das Rad nicht neu erfinden


Das war der erste Teil
... ich hätte aber noch ein paar Fragen

Bisher ging es hier bei euren Roboter immer um eher "kleine" Modelle, mit elektrischem "Mähwerk".
Ich bin auf das Thema u.a. durch folgendes gestoßen
http://www.youtube.com/watch?v=3vLJk...eature=related
http://makezine.com/22/
http://makezine.com/22/rclawnmower/

Hier werden meist Rollstuhlmotoren o.ä. verwendet und dann ein Benzinrasenmäher als Mäher in das Fahrgestell integriert.
Das gefällt mir eigentlich besser, auch wenn die Kiste dann lauter, größer und schwerer ist. Dafür hat man auch evtl. größere Schnittbreite und Kraft ...
Das Problem: die Motoren müssten stark genug sein, da sie einiges bewegen müssen, die Motorsteuerung muss ensprechend viel aushalten und man bracht einiges an Batterien die die nötige Leistung liefern. ... und das kostet.
Vielleicht ganz kurz: Habt ihr hierzu Empfelungen für Motoren (ich weiß, das man hier das Gewicht, Reifengröße, Steigung usw. in die Berechnungen mit einfließen lassen muss, aber ich kann das derzeit einfach nicht einschätzen - hier fehlt mir einfach die Erfahrung), bzw. wo könnte ich mich nach geeigneten Motoren umsuchen? Irgend ein Rollstuhl ähnlicher Getriebemotor?? 24V???...
Habt ihr Tipps für einen ensprechend großen Motorkontroller (H-Brücke), evtl. Anleitungen zum selber bauen?
Vielleicht könnt ihr mir hierzu ja auch noch ein paar Tipps, Anregungen, Meinungen geben?

Viele Grüße

[damfino]

Zum Thema Positionserfassung mit Kamera gibt es hier schon etwas funktionierendes:
https://www.roboternetz.de/community...l=1#post511409

Man braucht halt einen eigenen Rechner für die Auswertung und muss festlegen ob der Robotor oder der PC den Kurs berechnet, bzw was passiert wenn die Kamera ausfällt?
Die Bildauswertung übersteigt derzeit meine Fähigkeiten, ich bin froh wenn ich derzeit ein paar Minuten Zeit finde um Version 2 endlich fertig zu stellen.

Ein Problem mit großen Mähern ist die Sicherheit. Wenn so ein kleiner Elektromäher mal spinnt und durchgeht passiert nicht viel ausser man hält die Finger ins Mähwerk.
Je stärker das Gerät ist, desto massivere Hindernisse braucht man um es aufzuhalten, bzw werden kleinere Hindernisse weggemäht. Man muss einfach noch viel mehr auf die Sicherheit achten. Das gemeine ist, dass ein kleiner Tippfehler im Code sich nicht immer bemerkbar macht, aber wenn doch macht der Robi sicher nicht das was man erwartet. Wie etwa ein Hinderniss erkennen...

LG!

[rchdrei]

nach längerer Zeit, möchte ich mich nochmal zu dem Thema melden ...
@damfino: Danke für den Link. Wenn ich es aber richtig verstanden habe, wird die Farberkennung hier nur genutzt um den Weg "auszuwerten", den der Mäher zurück gelegt hat.

Vor kurzem bin ich auf "OpenTLD" gestoßen, siehe https://www.roboternetz.de/community...eht-s-nicht-!-! Damit möchte ich die Position bestimmen.
Habe bereits angefangen, mir ein Java-Program zu schreiben, mit dem ich die zu fahrende Route, auf einem (Kamera-)Bild vorgeben kann. Die OpenTLD-Software möchte ich dazu bringen, die aktuelle Position an mein Programm zu senden (Sockets o.ä.). Hier bin ich eigentlich schon etwas voran gekommen.
Nun habe ich aber folgende Probleme/Fragen: Wenn ich die IstPostion und die Zielposition habe, könnte ich - aus Sicht der Kamera - sagen, in welche Richtung der Roboter fahren muss. Das Problem: Ich habe nur die Koordinaten des Roboters. Mir fehlt allerdings die Richtung, in die der Roboter schaut.
Ich könnte mir vorstellen, das mit einem Kompass zu lösen. Allerdings fürchte ich, dass die Motoren den Kompass so stark stören, dass hier nichts brauchbares mehr rauskommt. (Wie) kann man das ausreichend abschirmen? Habt ihr konkrete Tipps für ein "Kompass-Modul" das man hier verwenden könnte?
Weitere Tipps, Anregungen, mögliche Probleme zur Realisierung ???

VG
Ha

[Richard]

Wenn Du vorne am Bot eine Rote und hinten eine Grüne LED hast kennst Du auch die Richtung. Jetzt den Bot so lange drehen bis Zielpunkt, LED rot, LED grün eine Gerade bilden und losfahren bis LED Rot gleich Zielpunkt......So etwas hat hier schon einmal mit einem "Wohnzimmer" Bot vorgeführt, Name des threads habe ich leider vergessen. Das Programm war in VB und die verzerrte Perspektive durch den Kamera Winkel, sind per Software entzerrt worden.

Gruß Richard