Ernte Roboter

[ranke]

Ein paar ungeprüfte Ideen zum Thema, um die Diskussion weiter anzuregen:

Ich hab einige Laser gefunden die bis zu 150 m Reichweite haben, allerdings immer nur mit
Empfänger .

Ein Laserpointer könnte schon genügen. Allerdings muss man das Signal irgendwie modulieren (mit definierter Frequenz ein und ausschalten), damit es die Elektronik vom restlichen Licht wegkennt. Und man braucht eine Linse, die den Strahl zu einer Linie aufweitet, damit man die Höhe nicht genau treffen muß.

Die Frage wäre jetzt, was für eine Art Sensor kann einen Laser auf 100- 150 m erkennen.

Fotodiode oder Fototransistor für sichtbares Licht mit einem nachgeschalteten Verstärker, der spezifisch nur die Modulationsfrequenz verstärkt und schließlich ein abfallverzögerter Schmitttrigger um ein Digitalsignal zu erhalten. Die üblichen Sensoren sind für rotes Licht empfindlicher, also wäre ein roter Laser das richtige. Gerne wird man den Sensor im Brennpunkt einer Sammellinse oder eines Reflektors anordnen. Übertreiben sollte man dabei nicht. Was passiert, wenn der Sensor mal versehentlich in die Sonne gehalten wird? Sinnvoll ist Abschatten des Sensors für Licht aus Richtungen, in der der Laser sicher nicht steht. Bei tiefstehender Sonne aus Richtung des Lasers wird es wohl gar nicht gehen.

Und man braucht mindestens 3 Empfänger, wobei die links und Rechts Sehr breit sein müssten.

Minimalistischer wären zwei Empfänger, entweder zu weit rechts oder zu weit links. Damit fährt er zwar ständig Schlangenlinien, wenn die aber klein genug sind passt das auch. Sehr breit: Man könnte Breite mit folgenden Ansätzen Breite sparen:
1. Wenn der Strahl außerhalb des Sensorbereichs ist, dann weiß man ja nach welcher Seite der Strahl ausgewandert ist (je nachdem ob der linke oder rechte Sensor zuletzt beleuchtet war). Entsprechend lenkt man bis der Strahl wieder gefangen wird. Eine gewisse Problematik entsteht dadurch, dass der Erntewagen bei einer Abschattung des Strahls oder Ausfall des Lasers sehr schnell versuchen wird die Baumreihe zu planieren. Also ziemlich bedenklich.
2. Man treibt zusätzlichen Aufwand beim Laser. Es bietet sich z.B. eine Lasereinheit aus einem alten Laserdrucker zu schlachten, mit der man den Strahl verschwenken kann (Polygonspiegelrad). Damit bestreichst Du immer einen ganzen Raumwinkel. Wenn man das Licht je nach Stellung des Polygonspiegels anders moduliert, weiß der Empfänger auf dem Erntewagen (es genügt dann ein Empfänger) wo er hin muß.

Ähnlicher Ansatz, aber ohne Laser: Im Brennpunkt einer Sammellinse werden zwei LEDs dicht nebeneinander angeordnet. Nach der Linse ergibt das zwei schmale Lichtkegel die sich überlappen. Der Sensor im Erntewagen kann die beiden Lichtquellen unterscheiden weil sie unterschiedlich moduliert sind und fährt so, dass ihm beide Lichtquellen ein gleichstarkes Signal geben. Ich bin aber nicht sicher, ob das Verfahren auf nahe wie weite Entfernungen gleich sicher hinzubekommen ist. Hätte aber wieder den Vorteil, dass nur ein Empfänger am Erntewagen notwendig ist.

[Vitis]

also die kommerziellen Geräte haben 3 Sensoren, der Laser ist auf einem Rotierenden Kopf ...
im Prinzip würde ein gepulster Infrarotscheinwerfer und 3 TSOP reichen, das bräuchte aber zuviel Strom.
Ein gepulster IR-Laser wäre da sparsamer, aber auf alle Fälle muss moduliert werden.
normale IR-Fernbedienungen modulieren mit 36-42 kHz, wenn ich mich recht erinnere ... ok, n paar kHz rauf oder runter, aber so in der Größenordung und da gibts auch fertige Empfängerbausteine mit Bandpass, Verstärker Signalaufbereitung etc. ... ob die aber noch auf 400m mit dem Signal was anfangen können wäre zu testen, 10m Datenübertragung hab ich mit IR-LED als Sender schonmal mit den Dingern aufgebaut, das ging gut.

Ohne Laser denk ich wird das schwierig wegen des Kegels und dementsprechender Leistungsverlust auf die Distanz.

[Frank E.]

Hast du schon mal über die Verwendung der allseits bekannten Sharp-Entferungssensoren nachgedacht? Algorithmus: Einen solchen Sensor an der Vorderseite des Erntewagens stetig hin- und her schwenken und die Messungen speichern. Fahrtrichtung ist die, mit der größten Entfernung bzw. unendlich. Gibts mehrere Messpositionen mit "unendlich", ist die mittlere davon die neue Richtung ...

so ähnlich wie hier zu sehen: http://www.youtube.com/watch?v=47uuAAz-Tk8

[shedepe]

Meiner Ansicht nach dürften die Sharp Sensoren Probleme mit intensivem Sonnenlicht haben

[ernterobo]

Dieser Sharp Sensor wir an einen AD Wandler angeschlossen wenn ich das richtig verstehe,
damit komme ich ganz gut zurecht.
Ich werde das sicher mal testen, was die sonne angeht scheint bei uns im Norden sowieso nie.
Aber danke für die Warnung, da weis ich wenigstens warum der Wagen dann aus der Bahn läuft.

Aber zurzeit verfolge ich eine andere Idee, ich möchte dass der Wagen eine gerade Linie entlang fährt und in gleichmäßigen Abständen anhält und ein Loch in den Boden bohrt.

Vorbereitung zum Bäume Pflanzen.

Das eine Problem einem Laserlicht zu folgen, das andere kappt das mit dem Elektrischen
Pflanzlochbohrer? (im Normalfall werden die mit einem Hydraulikmotor angetrieben).

[Frank E.]

Dieser Sharp Sensor wir an einen AD Wandler angeschlossen wenn ich das richtig verstehe,
damit komme ich ganz gut zurecht.
Ich werde das sicher mal testen, was die sonne angeht scheint bei uns im Norden sowieso nie.
Aber danke für die Warnung, da weis ich wenigstens warum der Wagen dann aus der Bahn läuft.

Aber zurzeit verfolge ich eine andere Idee, ich möchte dass der Wagen eine gerade Linie entlang fährt und in gleichmäßigen Abständen anhält und ein Loch in den Boden bohrt.

Vorbereitung zum Bäume Pflanzen.

Das eine Problem einem Laserlicht zu folgen, das andere kappt das mit dem Elektrischen
Pflanzlochbohrer? (im Normalfall werden die mit einem Hydraulikmotor angetrieben).

Der Sharp-Sensor ist nat. nur ein preiswertes "Spielzeug" für prinzipielle Tests, wenn mann es richtig machen will nimmt man einen prof. Laser-Distanz-Sensor, z.B. von Sick oder Franke, die kosten gebraucht bei Ebay ca. 200 Euro und haben eine Reichweite um die 8 Meter (Sharp max. 2,50m) - das ist dann richtige Industriequalität.

Was das Fahren auf ein Laserlicht betrifft - da hätte ich folgende Anmerkungen. Ob ein Laser wirklich das Richtige ist? Man sieht einen Laser nur, wenn man (bzw. ein Sensor) direkt in den Strahl blickt. Ich würde da eher an eine gepulste Hochleistungs-LED denken - da gibts auch weniger Sicherheitsprobleme (Öffentlichkeit und so). Dann kann man z.B. die Fahrtrichtung mit einem vertikal geteilten Doppel-Sensor herausfinden (zwei Lichtsensoren mit einer senkrechten Blende dazwischen, nur bei exakter Ausrichtung haben beide ein gleich großes Signal) ... oder gleich mit einer Kamera (RaspPie mit Open CSV) ...

Es ginge auch anders herum: Der Wagen schwenkt einen senkrechten Linienlaser hin und her und eine Bake (als Zielmarkierung) gibt bei Treffer einen Funkimpuls - daraus ergibt sich auch die Fahrtrichtung.