„Arnold“ by Fürst Ruprecht ( I only do four-wheel drive )

Lagebericht:
Der umgebaute 7S2P-Akku vom Hoverboard hält also definitiv nicht sehr lange durch. Der Batteriemanager schaltet die Spannungsversorgung einfach ab. Ist nicht schlimm, habe ja einen zweiten Akku zum Wechseln (Motorhaube öffnen - Wechseln - weiter gehts). Werde später mal nachmessen wann die Abschaltung erfolgt.
Die drei Mähmotoren und Messer schlagen sich sehr gut, bei hohem Gras ist es schon fast mulchen. Während man die Mähmesser kaum hört, machen die Antriebsmotoren einen mächtigen Lärm. Das müßte eigentlich besser gehen.

Dennoch erweckt Arnold sehr viel Interesse und Bestaunen bei meinem Volk.

Ich habe ja bewußt den schwierigen Weg gewählt, alles von Null auf zu programmieren und möglichst nichts zu übernehmen, was natürlich sehr mühsam ist. Inzwischen kann Arnold GPS-Punkte einzeln sammeln (Punkt für Punkt) oder fortlaufend in vorgegebenem Abstand und an den PC senden. So können Routen hoch und runter geladen werden. Die Zielverfolgung zeigt Funktion, aber die Genauigkeit ist stark schwankend. Ich kann gerade nicht sagen, ob es am GPS-Empfang liegt oder an der Signalauswertung. Bei der Zielverfolgung schwingen die Vorderräder, ich vermute das liegt an der Signalaufbereitung und ggf. an den Regelparametern des Stanley Controllers.
Der GPS-Empfang ist auf jeden Fall bei meinen Flächen eine Herausforderung, das zeigen die ersten Versuche.
Bei der Signalauswertung probiere ich verschiedene Extended Kalman Filter. Ich versuche auch in diese GPS-Fix-Geschichte einzudringen.
Ein Problem habe ich auch mit meinen China V5-Radio-Modems. Die Reichweite ist echt besch…i……ss……en. Ich hoffe, es liegt am Betreiber, dann könnte man (wer?) daran noch was machen.
Es bleibt also mühsam - aber spannend.

Gruß Fürst Ruprecht
 
Fürst Ruprecht said:
Es bleibt also mühsam - aber spannend.
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Beeindruckendes Projekt, Glückwunsch zu diesem Projekterfolg und was wäre denn ein Projekt wenn alles auf Anhieb klappt, oder wenn keine Verbesserungsmöglichkeit also "Room4Improvement" gabe. Dann könnte es ja jeder,
Danke dass wir teilhaben dürfen!
Gruß Ulli
 
Neues von Arnold
Gestern hat nun endlich meine „mach alles allein“ Software einen Reifegrad erreicht, so daß man sagen könnte: „Ah, ich kann erkennen, das der Mäher irgend etwas sinnvolles macht!“
Der Projektstand beinhaltet nun:
- Aufnehmen einzelner Wegpunkte mittels Funkfernsteuerung
Alternativ: Aufzeichnen der gefahrenen Route mit Punkten im festen Abstand (zB. 1m)
Alternativ: Download einer Route über MissionPlanner
- Vervollständigung /Ergänzung der Route durch Zwischenpunkte alle zB. 1m durch den Mäher selbst, damit wird das Parametrieren der
Navigation einfacher (hoffe ich)
- Down- und Upload von Routen zwischen Mäher und Missionplanner
- Volle Parametrierung über MissionPlanner
- Log-Nachrichten in MissionPlanner
- Natürlich RTK-Navigation mit esp32-Ntrip-Client (in meinem Fall mit Verbindung zur Basisstation)
- Einbindung ins heimische Wlan-Netz, alternativ aber auch als AP
- Esp32-WebServer mit Wlan-Upload der Webseiten. Rover und Esp32 händeln nur die Datenänderungen, der Esp32 hält immer den gesamten
Parametersatz vor.
- Volle Konfiguration des Rovers über Esp32 möglich. Die Parametrierung über Esp32 und MissionPlanner läuft parallel.

Mechanisch:
- Ultraschall-Sensoren nach vorn, Stoßstange vorn-Rechts/Links und Hinten
- Perimeter-Empfänger mit zwei Kanälen/Spulen ist vorgehalten, bei Arnold aber nicht verbaut. Verbaut sind sie bei ChargerFR, der quasi
baugleich ist.
- und natürlich Allrad-Antrieb

Nächste Schritte:
- Optimieren der Genauigkeit beim Navigieren
- Implementieren der Ausweichstrategie
- Mähen im Verbund - schließlich hat Arnold den jüngeren Bruder ChargerFR

Es grüßt Fürst Ruprecht
 

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Fürst Ruprecht said:
Neues von Arnold
Gestern hat nun endlich meine „mach alles allein“ Software einen Reifegrad erreicht, so daß man sagen könnte: „Ah, ich kann erkennen, das der Mäher irgend etwas sinnvolles macht!“
Der Projektstand beinhaltet nun:
- Aufnehmen einzelner Wegpunkte mittels Funkfernsteuerung
Alternativ: Aufzeichnen der gefahrenen Route mit Punkten im festen Abstand (zB. 1m)


Es grüßt Fürst Ruprecht
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Sehr schönes Video .. und es beruhigt mich, dass in Deinem Fürstentum der Rasen auch nicht viel besser aussieht als bei mir.
Das Aufzeichnen der gefahrenen Route, das ist auch noch eine gute Idee
lenkst Du die Vorderräder noch immer nur durch die unterschiedliche umdrehung pro Minute der Motore?
 
Ja, der Rasen ist eigentlich ideal für Entwickler, da ist nämlich nicht viel zu mähen.
Die Referenz-Route habe ich mit der Maurerschnur abgesteckt. Auffällig ist, daß an bestimmten Punkten die Querabweichung reproduzierbar höher ist als an anderen Punkten. An einer Stelle ist es wohl ein leicht überhängender Strauch, aber das ist eher eine Vermutung. Ein weiterer Punkt ist die Fahrzeugreferenz. Bei der Aufnahme der Punkte gilt als Referenz die Antennenposition auf dem Dach, beim Steuern liegt der GPS-Punkt auf der Mitte der Vorderachse, sonst übersteuert der Rover.
Die Lenkung funktioniert über zwei Dinge:
1. Die Solldrehzahl des jeweiligen Rades. Da spielen auch die Hinterräder eine wichtige Rolle (siehe Standardmäher).
2. Die Abweichnung des Lenkwinkels Soll zu Ist. Aus ihr leite ich ein Stellmoment ab, daß ich den beiden Vorderrädern überlagere. Ungefähr so:
PWM_Lenkung = Kp * Lenkwinkelabweichung; |PWM_Lenkung| < PWM_Lenkung_max.
Aktuell dürfte die Lenkung etwas schneller sein. Das gilt es jetzt noch abzustimmen. Das liegt an den Reglern der Navigation.
Was man auf dem Video nicht sieht, ist das Rangieren. Aktuell berechnet der Rover kontinuierlich die Distanz zum nächsten Punkt und prüft ob er einen maximalen Lenkwinkel überschreitet („bekomme ich die Kurve ?“). Wenn nicht. dann setzt er ein Stück zurück und lenkt gegen. Das ist etwas rudimentär, funktioniert aber. Schöner wäre es, man würde den Rangierprozess etwas detaillierter berechnen, damit die Querabweichung stärker berücksichtigt wird. Das kommt noch.
 
Fürst Ruprecht said:
Ja, der Rasen ist eigentlich ideal für Entwickler, da ist nämlich nicht viel zu mähen.
Die Referenz-Route habe ich mit der Maurerschnur abgesteckt.
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Ich hatte letzte Woche noch ein Video zum "Schnitt" vorbereitet, hatte aber noch keine Muße dazu alles zusammen zu stellen.
Heute hatte ich noch einen Test vor dem "Landregen" absolviert. Da er ja erkennt ob er innerhalb oder außerhalb der erlaubten Rasenfläche ist, sollte er korrigieren wenn er zu dicht an den Rand kommt. Damit bin ich aber kläglich gescheitert, Ich muss der Steuerung noch mitteilen, dass solange wie ein richtiges Korrektur Mannöver läuft die In- / Outside Boundary Erkennung deaktiviert wird. Sonst schaukelt sich das System auf.
Bei der Spurtreue fiel mir auf, dass er ab und zu erkennbar neben der optimalen Bahn fährt, die Berechnung aber nur wenige Zentimeter auswirft. Da muss ich noch einmal tiefer eintauchen. Ansonsten fange ich langsam an, das Chassis für meinen BobyCar Mäher zu Planen. Der bekommt 4 LINIX Brushless Motore, hoffe dass in den nächsten Tagen dann die beiden Controller für die Vorderräder kommen. Da ich nicht eine solch fürstliche Metallwerkstatt habe, werde ich das Chassis aus 15mm Kupfer Installations-Rohren zusammen löten. Das müsste Stabil genug sein. Oben kommt dann das BobyCar Top drauf.
 
Ich hatte mehrere Fehler in der Umrechnung von Long./Lat.-Koordinaten in Meter und wieder zurück, weil ich bei der Formatwahl der Variablen nicht genug Stellen berücksichtigt hatte. Das macht dann einige Zentimeter aus, die sich addieren, weil bei der Umrechnung Stellen verlohren gehen. Das fällt zunächst nicht auf, weil der Rover ja einer Route folgt. Mit Maurerschnur wird das dann ggf. transparenter. Der Fehler ist aber nicht konstant, daher schwer zu beobachten.
Ein Problem habe ich noch vergessen: Der BLDC-Motor sendet pro Umdrehung ca. 2400 Impulse. Das ist meiner Meinung nach zu viel und das Raddrehsignal schwankt recht stark. Genau ist etwas anderes. Ich hatte mir gedacht, ich baue einen Zählerbaustein als Teiler ein. Lieber wäre mir allerdings ein stabiles, niederfrequentes Signal. Vielleicht kann ich das Getriebe anzapfen.
 
Die letzten zwei Tage habe ich ausführlich Routen erstellt und Arnold fahren lassen. Die automatische Generierung des Wegpunkt-Abstands habe ich von 1m auf 1.8m erhöht. Außerdem an den Reglerparameter gedreht. Der Rover fährt jetzt recht zuverlässig die Route ab. Dabei überprüft die Regelung permanent, ob der verbleibende Abstand zum nächsten Wegpunkt bei maximalem Lenkeinschlag noch ausreicht um den Punkt anzusteuern. Ist dies nicht der Fall, dann fährt der Rover bei vollem Lenkeinschlag 5cm zurück und dann wieder 10cm vor. Das gegebenenfalls mehrfach. Das hat jetzt recht gut funktioniert, ist aber noch keine absolut robuste Lösung. Im Moment kann nach einem Rangieren die Roverposition auch schlechter sein als zuvor. In Summe aber funktioniert es. Probleme gibt es bei Bergabfahrt. Da rutscht der Rover leicht zur Seite weg. Danach rangiert er um den Punkt besser zu erreichen. Das geht dann aber zu Lasten der Genauigkeit. Aktuell mußte ich die Zielgenauigkeit von 0,2m auf 0,5m erhöhen, damit er die Route komplett durchfährt. Ich werde wohl noch einmal an der Maurerschnur entlang fahren müssen und die Parameter weiter trimmen. Ein neues Problem ist heute aufgetreten. Die 4 Räder drehen am Hang an der steilsten Stelle durch. Also werde ich mir wohl Gedanken über die Bereifung machen müssen. Ich denke an eine nachgebende Reifendecke, die die Auflagefläche vergrößert und gleichzeitig als Stoßdämpfer wirkt - schaun wir mal. Im Übrigen: die Route heute hatte ca. 275 Wegpunkte. Im Moment sind die Wegpunkte auf 500 begrenzt. Ich habe allerdings schon Speicher für den Teensy bestellt. Außerdem soll es noch eine Wahlmöglichkeit für verschiedene Routen geben. Dann sind auch mehr Punkte machbar.
Es gibt viel zu tun - wenig zu mähen - was packen wir dann an ?
Es grüßt bei fortgeschrittener Trockenheit
Fürst Ruprecht
 
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