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Zentimeter genaues GPS

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rafi

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https://www.indiegogo.com/projects/reach-first-affordable-rtk-gps-receiver#/story

Ist zwar relativ teuer, aber damit hätte man das Navigationsproblem vermutlich für immer gelöst. Alles andere (Odometrie, IMU, Kompass...) funktioniert meiner Meinung nach ja nur unzureichend.
Ich bin kurz davor da mit einzusteigen..... ;)

Das Ding auf eine Metallplatte am Mower geschraubt (um Reflektionen zu verringern) und das zweite als Basis System im Garten (für Korrekturdaten) und schon kann losgehen. :woohoo:
 
Sorry, forgot to post in englisch.......

www.indiegogo.com/projects/reach-first-a...-gps-receiver#/story

Centimeter precise GPS could be the solution for all navigation problems of a lawn mower.
Looks very promising, and I think to join and test the solution in the near future.
 
Hallo Raphael,

das "Problem" ist m.E. nicht der Sensor (ob IMU oder cm-GPS oder...) sondern das ganze auszuprogrammieren - wir üerarbeiten z.B. derzeit die Software komplett (neue C++ basierende Architektur mit differentiellem Motorantrieb, d.h. es wird nicht mehr über "Zeit" sondern "Strecke/Winkel" gearbeitet, uvm.)
https://github.com/Ardumower/ardumower/tree/develop/tests/drivecontrol https://github.com/Ardumower/ardumower/issues

Dann noch Navigation so "nebenbei" zu programmieren ist mit 2 Leuten nicht zu schaffen. Wir suchen also immer noch C++ Leute :)

Gruss,
Alexander
 
Hi Alexander
Mit C++ kann ich leider nicht dienen (mach Java und Python).
Ich bin erst seit kurzem in der Materie aber mein Ziel ist definitiv, dass der Mower Bahnen fährt und nicht wie alle anderen zufällig herumfährt.

Ich weiss nicht genau, wie der Ardumower hier vorgeht, aber soweit ich verstanden habe ist auch die Navigation über Strecke/Winkel mit vielen Problemen behaftet. Strecken messen über Odometrie hat das Problem mit Schlupf. Winkel messen soll angeblich sehr störanfällig sein. Und die Fehler summieren/potenzieren sich sehr schnell.

Was ich auch noch überlegt habe sind IR Baken um dann über Trilateration den genauen Ort zu bestimmen. Ist aber aufwändig (Stromversorgung, freie Sicht...) und bei meinem Garten nicht einfach zu machen.

Mit der RTK GPS Lösung könnte man einfach eine Karte mit Koordinaten der Rasenfläche aufzeichnen, und dann abfahren. Zweimal pro Sekunde wird dann die aktuelle Position mit der Kartenposition abgeglichen und entsprechend korrigiert.
So zumindest meine aktuelle Theorie.... :unsure:
 
Ja, natürlich gibt es Schlupf - aber gerade das muss ja eine Regelung kompensieren. Je mehr Sensoren man dabei zur Verfügung hat umso besser (GPS, IMU, Odometrie usw.). Exaktes geradeausfahren z.B. ist eine Sache von Millisekunden. Da nützt kein cm-genaues GPS (welches ja mit einer bestimmten Latenz/Trägheit daherkommt), sondern nur ein schneller Gyro.

Mir wäre für die nächste Version erstmal wichtig, dass alles über Odometrie funktioniert. Dann bewegt sich der Roboter (Länge/Winkel) endlich bei verschiedenen Geschwindigkeiten und Steigungen immer gleich.

Einen kleinen Vorgeschmack sieht man hier (der Kleine ist in Sachen Regelung eine richtige Herausforderung): https://github.com/Ardumower/ardumower/tree/develop/tests/drivecontrol
https://www.youtube.com/watch?v=xBn1iacq6PQ
 
Bezüglich Trägheit: Der verwendete GPS Empfänger (U-blox NEO-M8T) hat eine output Rate von 18Hz. Ich denke dass das ausreicht bei der Geschwindigkeit eines Robo Mowers (leichte Schlangenlinien werden toleriert).

Bei dem Multisensor Ansatz muss viel in die Software investiert werden und am Ende nach einigen Minuten weiss man immer noch nicht wo man sich eigentlich befindet (Positionsbestimmung). Genau geradeausfahren zu können ist ja nur die halbe Miete wenn man wirklich in Bahnen mähen will. Ich hab über 1000 m2 Rasen und da wird es Fehler geben und nach einigen Minuten wird der Mower nicht mehr wissen wo er sich befindet, egal wie viel Sensoren ich auswerte. Es geht nix über eine exakte absolute (oder relativ zur Basis) Positionsbestimmung.

Also wenn ich das RTK GPS Teil wirklich kaufe sollte, dann werd ich von meinen Erfahrungen hier mal berichten ;)
 
Ja, so sehe ich das auch. Allerdings möchte ich keine Schlangenlinien tolerieren. Und als absolute Korrektur würde ich schon gerne auf die Schleife setzen. Die ist unschlagbar günstig, unkompliziert zu ändern (GPS muss ja auch jedes Mal neu antrainiert werden). Auf freiem Feld ist GPS bestimmt eine tolle Lösung - bei Bäumen, neben Häusern aber bestimmt auch wieder mit höheren Toleranzen verbunden ;-) PS: Habe noch keinen kommerziellen Mäher gesehen der allein auf GPS setzt... :)
 
GPS neu antrainieren? Verstehe ich nicht. Wenn du die Zeit bis zum ersten Fix meinst, dann wird bei allen neueren Empfängern die letzte Position gespeichert um den ersten Fix schnell durchzuführen.

PS: Habe noch keinen kommerziellen Mäher gesehen der allein auf GPS setzt...
Zum Vergrößern anklicken....
Mit diesem Argument gäbe es überhaupt keinen Fortschritt ;)
RTK GPS war lange Zeit nur den kommerziellen Anbietern vorenthalten, die nach wie vor tausende Euro für so eine Lösung verlangen. Erst mit der Software RTKLIB und SoC's wie Intel Edison wird RTK für Endbenutzer bezahlbar. Das ist das Neue daran, und daher hat das vermutlich noch kein Hersteller gemacht. Und natürlich kann man auch zusätzlich Odometriedaten auswerten, aber ohne RTK GPS wird es keinen Bahnen mähenden Mower geben.

Bei relativ engen Häuser Schluchten gebe ich dir recht, da kann RTK ein Problem sein.
Der obige GPS Empfänger wertet aber nicht nur GPS Satelliten sondern auch die russischen Glonas G1 Signale aus, was die Anzahl an sichtbaren Satelliten auch in Häuserschluchten deutlich erhöht! Das gab es für den Consumerbereich zuvor auch nicht.
Das ganze wird jetzt halt durch den Fortschritt in Hard und Software auch endlich bezahlbar.

Ich wage mal eine Prognose: Spätestens in 2-3 Jahren wird Husqvarna solch eine RTK GPS Lösung anbieten, zumal es dann auch die Europäer endlich geschafft haben mehr Satelliten hochzuschießen (Galileo). Damit erhöht sich die mögliche Anzahl an sichtbaren Satelliten nochmals!
 
Antrainieren: naja, Du musst die "virtuelle" Schleife ja jetzt per GPS Koordinaten vorgeben... z.B. via Handy/PC per Google Maps Web-Oberfläche?
 
Achso ja klar.
Am einfachsten wäre es vermutlich wenn man den Mower die Bahnen im "Lern Modus" abfahren lässt, d.h. er zeichnet die Koordinaten auf und speichert sie in einer Map. Dann hat man auch schon beim Aufzeichnen cm Genauigkeit. Mit dem Handy wären die aufgezeichneten Koordinaten ja sehr ungenau ;)
Das manuelle Abfahren könnte man ja mit dem Handy als Fernsteuerung machen (WLAN AP auf dem Mower + WebServer sollte reichen).

Hm... Je mehr ich darüber schreibe, desto mehr gefällt mir die Idee.... ;)
Hab aber noch nie was über Indigogo gekauft. Das schreckt mich etwas ab. Aber die Firma Emlid scheint vertrauenswürdig. Zumindest haben sie schon mehrere Produkte (Navio+) darüber finanziert.
 
Hallo zusammen,
hab vor kurzem ein Bastler mit einem Mähroboter entdeckt der die Positionserkennung mittels Odometrie und GPS (Klassisch) laut Beschreibung auf seiner Webseite erfolgreich einsetzt. Vielleicht stellt er dem Softwareteam seine Software bereit. So wie es aussieht ist diese in C geschrieben. Oder man kontaktiert Ihn zum Erfahrungsaustausch.

Häng den Link seiner Seite mal dran.
LINK

http://members.aon.at/wstocke6/page_5_3.html

Gruß
Fabian
 
Hallo Leute,

habe mir vorletzte Woche von Markus einen Ardumower-Bausatz gekauft, der auch schon fast fertig ist. Ich habe schon länger Pläne zu Selbstbau eines Rasenrobbies und hatte mir schon diverse Gedanken über die Umsetzung gemacht. Das Thema Navigation wollte ich ohne GPS lösen. Meine Idee ist, drei Ultraschall Lautsprecher in einem Dreieck um die Rasenfläche zu verteilen, jeder Lautsprecher sendet auf einer eigenen Frequenz. Auf einen Funkimpuls vom Robbi hin sendet jeder Lautsprecher ein kurzes Ping und der Robbi misst dann jeweils die Signallaufzeiten der einzelnen Sender. Daraus lässt sich dann relativ einfach mit etwas Mathematik die genaue Position auf der 2D Fläche ermitteln. Die Positionsgenauigkeit hängt dann letztlich nur von der Geschwindigkeit bzw. Genauigkeit der Zeitmessung ab. Die Ultraschall Sender könnten über eine Batterie betrieben werden, so das man flexibel ist was den Aufstellungsort betrifft. Was haltet ihr von der Idee?
 
Hi Daniel
Zum Thema Ultraschall, Entfernungsmessung, Trilateration kannst auch mal Google fragen. Da gibt es schon einige Arbeiten dazu.
Was auch noch möglich wäre sind iBeacons zu verwenden (z. B. Estimote - Bluetooth Low Energy). Allerdings ist die Genauigkeit hier auch eher im 20-100 cm Bereich hab ich gelesen. Müßte man mal ausprobieren.
 
Hi Raphael,

Trilateration, den Fachbegriff kannte ich bisher noch nicht, aber dann scheint das ja tatsächlich zu funktionieren :) Mal sehen wenn Robbi läuft, bzw. fährt, mache ich mich mal ans experimentieren in der Richtung. Anstatt unterschiedliche Frequenzen zu nutzen, könnte man auch jeden Sender einzeln ansprechen und die Laufzeiten messen, spart man sich etwas an Elektronik für die Filter. Der Arduino wäre mit der Aufgabe der hochgenauen Zeitmessung wohl etwas überfordert, da er ja nebenbei einiges anderes um die Ohren hat. Daher würde ich das als separaten Baustein sehen, der am Ende nur einen NMEA 0183 kompatibel Datensatz an den Mower schickt, könnte man dann auswerten wie ein hoch genaues GPS.
Ein Nachteil hat das System, die Orientierung des Mowers kann so nicht ermittelt werden, müsste dann wohl noch ein Kompass Modul oder ein Gyro mit eingebaut werden.

In die Richtung iBeacons hatte ich mir auch schon Gedanken gemacht, allerdings wollte ich die WLan Router meiner Nachbarn missbrauchen, die Feldstärke der AP's sollte je nach Position immer relativ einzigartig sein, wie genau das letztlich wird müsste man experimentell prüfen, aber ich schätze für unsere Zwecke ist das zu grob.
 
Hallo Zusammen,

Piksi war mal ein Kickstarter Projekt.
Das basiert auch auf Echtzeit Kinematik GPS, wie das Teil von Raphael.
Allerdings auch nicht ganz billig, dafür aber schon bestellbar :eek:hmy:

Grüße
Aiko
 
Ja, Piksi kenne ich. Hab auch einiges darüber gelesen.
drei Nachteile sehe ich hier:
1) Wesentlich teurer
2) Die haben die Software komplett von scratch selbst geschrieben. Das ist IMHO Unsinn. Es gibt schon sehr gute und ausgereifte Software (RTKLIB), die nur ein Linux/Windows System braucht. Die Folge ist, dass es anscheinend bei denen immer noch Stabilitätsprobleme gibt.
3) Die werten nur GPS Satelliten aus, keine Glonas Satelliten (siehe auch meinem Kommentar oben).

Da wart ich lieber noch 1-2 Monate bis Reach fertig ist.
 
Andere Idee für die Trilateration. http://pulsedlight3d.com/
Das list ein billiges LIDAR. Misst Entfernungen von 40m bis auf 1-2 cm genau !
Man bräuchte also feststehende Landmarken im Garten. Wenn man die Landmarken identifizieren könnte (wie auch immer?) und dann die 3 Entfernungen mißt weiß man wo man ist.

Nur so eine Idee, die wahrscheinlich besser ist als das mit Ultraschall zu machen.

Gibt da auch auch nette Use Cases: http://pulsedlight3d.com/blogs/cool-stuff
 
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