AM 07: Kartierung und Navigation

Dieser Wiki-Beitrag ist Teil eines Projektes, welches im Rahmen vom Fachpraktikum Elektrotechnik im 5. Semester Mechatronik absolviert wurde. Ziel des Beitrags ist es, eine nachhaltige Dokumentation zu schaffen, welche die Ergebnisse festhält und das weitere Arbeiten am Projekt ermöglicht.

Autoren:

Betreuer: Prof. Schneider

Aufgabe

Kartierung der Objekte und des Gartens sowie Navigation anhand der Karte

Erwartungen an die Projektlösung

• Einarbeitung in die bestehenden Ardumowers-Unterlagen
• Erstellung einer selbstlernenden Karte
• Bestimmung der Roboterposition
• Navigation anhand dieser Karte und der Daten der Sensoren
• Abfahren der geplanten Trajektorien
• Mitwirkung bei der Inbetriebnahme und an den Schnittstellen zu Aktoren und Sensoren
• Darstellung der Ergebnisse im Vergleich zur Referenz
• Erstellen Sie ein faszinierendes Video, welches die Funktion visualisiert.
• Test und wiss. Dokumentation

Schwierigkeitsgrad

• Mechanik:
• Elektrotechnik:
• Informatik: ***

Einleitung

Eine Software zur Kartierung und Navigation des Ardumower ist derzeit nicht erhältlich und soll zur Positionierung des Mähroboters und Darstellung des Mähweges dienen. Dazu muss auf das im Roboter verbaute GPS-Modul zugegriffen werden. Zum Realisieren des Projektes wurde die Programmiersoftware Matlab verwendet.

Projektdurchführung

Zur Realisierung des Teilprojektes wurde ein Projektplan erstellt. Dieser wurde anschließend Schritt für Schritt abgearbeitet und realisiert.

Projektplan

1. Festlegen der Projektziele

2. Erstellen einer Grundsoftware

3. Simulieren der Software anhand von Beispieldaten

4. Ausführung der Software mit GPS-Daten

Verwendete Bauteile

Da das Thema Kartierung und Navigation überwiegend softwarelastig ist, wurden zur Realisierung lediglich die mathematische Software Matlab verwendet. Dazu kommt die Verbindung zum GPS-Modul, um die aktuelle Position zu bestimmen.

Ergebnis

Für die Kartierung und Navigation des Ardumower wird ein DGPS-Signal benötigt, welches Koordinaten in Metern bereitstellt. Zu Testzwecken wurde ein Testgebiet mit entsprechenden Koordinaten simuliert und dargestellt. Dieses Gebiet wird systematisch durchlaufen, makiert und die gafahrene Strecke bzw. Abschnitte farblich gekennzeichnet. Diese gekennzeichneten Felder bzw. Bereiche können an die Fahrstrategie übermittelt und genutzt werden. In der aktuellen Version der Kartierung und Navigation ist dem Roboter ausschließliche eine mit dem Uhrzeigersinn läufige Fahrtrichtung bei der Umfahrung der Mähfläche gewährt.

Zusammenfassung

Durch die Kartierung und Navigation ist es möglich mit Hilfe eines DGPS-Signals eine genaue Standortbestimmung bzw. eine Fahrwegdarstellung anzeigen zu lassen. Dadurch kann eine optimierte Fahrstrategie entwickelt werden und ein effizientes Fahrverhalten zu realisieren.

Ausblick

Zur Verbesserung der Kartierung und Navigation können GPS bzw. DGPS-Signale in das Programm eingearbeitet und somit die genauere Positionierung des Roboters auf der Mähfläche angepasst werden. Des Weiteren kann die Software so abgeändert werden, dass der Roboter nicht zu Beginn einmal die Fläche umfahren haben muss, sondern eine beliebige Strategie verfolgt werden kann.

Weiterführende Links

• Ardumower Wiki
• Positionsschätzung

YouTube-Video

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