Neuigkeiten aus der Steppe:
Heute ist etwas ganz seltenes passiert !?
Fürst Ruprecht war mit seinem Rover-Projekt zufrieden.
In den letzten Tagen habe ich stundenlange Testfahrten in unserer Steppenlandschaft ( früher auch Garten genannt ) gemacht.
Der große Bringer waren am Ende die Einstellungen der vielen Parameter. So war mir zum Beispiel der Fehler unterlaufen, daß bei der Parametrierung der Kompass satt mit Faktor 0,8 mit Faktor 0,01 aktualisiert wurde. Letztlich hat sich mit jeder korrigierten Einstellung das Fahrverhalten des Rovers verbessert.
Als Maßstab habe ich mit Maurerschnur eine etwas größere Route markiert. Das hat sich als sehr hilfreich erwiesen, da man dann gut Rückschlüsse auf unterschiedliche Navigationsanforderungen ziehen kann. Auch für die Beobachtung des GPS-Signals war das sehr aufschlussreich.
Ich habe jetzt 3 verschiedene Regler implementiert, nutze davon bisher aber nur 2.
PPC = Pure Pursuit Controller - nutze ich z.Z. nicht
STC = Stanley Controller
POINTC = Point Controller.
Der Stanley Controller lenkt den Rover hin zu Ideallinie vom letzten zum nächsten Wegpunkt und verhindert, daß der Rover seitlich vom Kurs abweicht.
Der POINTC steuert in der Nähe des nächsten Wegpunkts den Rover ins Ziel. Der Vorteil liegt in der Berechnung die auf kurzen Distanzen in den Zielpunkt steuert, während Stanley möglicher weise daran vorbei fährt.
Um die Toleranz der Abweichung von der Ideallinie einschränken zu können, war klar, daß bei meinem eingeschränkten Wenderadius eine weitere Instanz benötigt wird. Dazu habe ich den "Bewegungsplaner" entworfen.
Weicht der Rover seitlich zu stark von der Ideallinie ab oder kann er den Zielpunkt nicht erreichen, werden die drei Navigationsregler vorübergehend deaktiviert und der Bewegungsplaner aufgerufen.
Der Bewegungsplaner prüft anschließend, ob sich der Rover durch gezieltes Rangieren wieder dem Zielpunkt oder dem vorgesehenen Routenkorridor annähern kann. Dazu untersucht er zunächst sechs mögliche Fahrmanöver:
- vorwärts links,
- vorwärts geradeaus,
- vorwärts rechts,
- rückwärts links,
- rückwärts geradeaus,
- rückwärts rechts.
Für jedes dieser Manöver wird berechnet, wie sich die Position des Rovers verändern würde und ob sich dadurch die Abweichung vom Ziel beziehungsweise von der Route verbessert.
Führt mindestens eines der sechs Manöver zu einer günstigeren Position, setzt der Bewegungsplaner die Berechnung von dort aus fort und untersucht für diesen neuen Zustand weitere mögliche Fahrzüge. Im Planer werden dabei insgesamt drei Planungsebenen betrachtet. Auf diese Weise entsteht eine Folge mehrerer möglicher Rangierbewegungen, aus denen der Bewegungsplaner die günstigste Variante auswählt.
Kann der Planer theoretisch in 3 Zügen die Abweichung korrigieren, so führt er aber lediglich einen Zug aus. Anschließend aktiviert er die Regler und das ganze geht von Vorn los.
Erst der Bewegungsplaner macht es möglich, daß die Navigations-Toleranz reduziert werden kann.
In der Ebene konnte ich die seitliche Abweichung auf 20cm reduzieren ebenso den Zielradius. Setzt man den Zielradius etwas größer an, dann kann der Rover etwas eleganter die Übergänge von Teilstrecke zu Teilstrecke nehmen, allerdings bei erhöhter Gefahr für die Büsche.
Die mittlere, absolute Abweichung (gemessene, absolute Abweichung pro Punkt / Anzahl der gemessenen Punkte) von der Idealstrecke lag so bei knapp unter 10cm. Die stärkste Abweichung tritt beim Wechsel de Teilstrecke auf.
Am Hang stellt sich das nicht so perfekt dar. Aufgrund der Traktionsprobleme - der Rover rutscht seitlich weg, weil beim Lenken und Rangieren die Räder durchdrehen - kann der Bewegungsplaner den seitlichen Versatz nicht mehr korrigieren. Zumindest nicht mit einer Rangierstrecke von 10cm und den Toleranzvorgaben aus der Ebene. Erweitert man diese, ist viel möglich.
Als weiteres Problem sind heute GPS-Fehler aufgefallen, wobei ich den Eindruck hatte, daß sie am spätem Nachmittag, also mit anderer Satellitenkonstellation aufgetreten sind. An bestimmten Punkten läuft dann das Signal weg ( Trotz Fix ) und die Regler und der Bewegungsplaner sind mit der Toleranzvorgabe überfordert und stoppen den Rover.
Anbei noch eine kleine Impression.
Es grüßt der heute sehr zufriedene Fürst Ruprecht
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