Besondere Lernleistung – Abgeschlossen

Insgesamt wurde unser Projekt mit der Bestnote (15 Punkte) bewertet. Auch nach Abschluss des Projektes arbeiten wir weiter an dem Roboter, so ist eine Steuerung mithilfe der Kinect von Microsoft in Planung. Vorerst geht es für uns jedoch weiter mit einem Studium der Informatik in Bonn bzw. der Elektrotechnik in Aachen.

Video von Probefahrt

Generalprobe!

Bei unserer Generalprobe des Roboters, und vor allem des GPS-Systems  ließen wir den Roboter vor unserer Haustür wiederholt eine bestimmte Koordinate anfahren. Das Ergebnis ist, das der Roboter mit recht guter Wiederholgenauigkeit einen Punkt auf dem Platz anfährt. Allerdings nicht den eigentlich gedachten.

Die Ursache hierfür ist in der GPS-Genauigkeit zu suchen:  Abhängig von der Konstellation der Sateliten, können GPS-Messungen mehr oder weniger stark streuen. Ein Maß für diese Streuung gibt der DOP-Wert  (Dilution of Precision) an. Ein Wert von Eins ist Perfekt, während ein Wert von Zehn oder mehr eine  genaue Messung unmöglich macht. Die Tests wurden bei einem DOP-Wert  von 1.4 ausgeführt, also nahezu Perfekt. Entsprechend waren die Ergebnisse.

Die Tatsache, das zwar ein Punkt des Platzes mit guter Widerholgenauigkeit angefahren wurde,  dieser jedoch nicht derjenige war der angefahren werden sollte,  deutet auf einen systematischen Fehler hin, einem Offset um den die GPS-Messungen verschoben sind. Tatsächlichl kann ein Offset durch eine Verzögerung des GPS-Signals in der Ionosphäre zustande kommen, und bis zu 10 Meter betragen.

Das die Ergebnisse dennoch unterhalb der 10 Meter, nämlich bei ungefähr 5-6 Metern lagen, liegt vermutlich an dem benutzen SBAS EGNOS. Wobei SBAS für Satellite Bases Augmentation System steht und EGNOS das für Europa zuständige System des SBAS ist. Es handelt sich dabei um einen geostationären Satelliten der es  ermöglicht, durch das Aussenden von zwei Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen, die Singalverzögerung in der Ionosphäre zu berechnen. Dies ist möglich, da die Verzögerung von antiproportional vom Quadrat der Frequenz abhängt.

Zusammenfassend war die Generalprobe ein voller Erfolg.

 Hier lässt sich gut die Auswirkung eines größeren DOP-Wertes (rot) erkennen. Auch bei diesem Beispielbild gibt es einen Offset zu dem tatsächlichen Punkt TP (Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Dilution_of_Precision)

 

Dokumentationen fertig!

Die Dokumentationenen sind nun fertig und abgegeben, als nächstes steht die mündliche Prüfung an.

• Dokumentation_Jannik – Elektronik, Microkontroller, Hardware
• Dokumentation_Mark – Programmierung, Laserscanner, Algorithmen

Roboter erkältet!

Leider ist es so kalt draußen, dass wir obwohl es halbwegs trocken ist, unseren Roboter nicht testen können. Das liegt daran, dass das Ethernet PHY (LAN8720), bei den Temperaturn nicht mehr funktioniert. Somit müssen wir nun etnweder warten bis es wärmer wird oder, so komisch das klingt, den Chip erwärmen/isolieren.

Eine gute Nachricht ist, ist das wir in der Turnhalle testen konnten ob der Roboter in die richtige Richtung fährt. In der Halle ist das GPS jedoch sehr ungenau, weswegen wir tatsächlich ausprobieren konnten ob der Roboter die Richtung einhält.

Video von GUI!

Die GUI ist der Vollendung nun sehr nahe, ein erstes Video gibt es aber bereits. Schön zu sehen, sind die weißen Punkte, die die Daten des Laserscanner repräsentieren. Weiter sieht man eine rote Linie, diese zeigt die von der Freiraumnavigation berechnete Richtung an. Die blaue Linie zeigt immer nach Norden, somit kann man den Roboter zum Beispiel nach Norden ausrichten.

GUI nimmt Gestalt an.

Zum Testen der Software auf dem Roboter ist es nötig ständig, die verfügbaren Daten einsehen zu können, um sie selber zu überprüfen und eventuelle Fehler zu erkennen. Dazu wurde eine GUI implementiert (siehe unten) die auf einem nebenstehenden PC läuft und die benötigten Daten per WLAN zugesendet bekommt.

Hardware fertig!

Nach dem die Sharp Infrarotsensoren angebracht sind, ist die Hardware die fertig. Auch die Kabel sind nun ordentlich verlegt. Damit muss jetzt nur noch ein Algorithmus zum navigieren, mit Hilfe von GPS-Daten implementiert werden. Auch eine GUI zum Asuwerten des Roboters ist bereits in Arbeit. Weitere Bilder werden in den nächsten Tagen noch folgen!

Ultraschallsensoren!

Zum auslesen der 3 Ultraschallsensoren wird eine Statemachine benutzt, denn die Sensoren müssen auf eine besondere Art angesprochen werden. Zuerst muss eine Messung gestartet werden, danach muss bis zu 65ms gewartet werden. Nach dieser Zeit können die Ergebnisse ausgelesen werden. Die Statemachine vereinfacht die Implementierung dieses Ablaufs.

GPS – Mainboard

Nachdem wir den Roboter Heute im Freien fahren lassen wollten, mussten wir leider feststellen, dass das Mainboard das GPS-Modul stört und es sprünge von bis zu 100Metern in den GPS-Daten gibt. Wir wissen bisher noch nicht wie wir das Problem in den Griff bekommen sollen, können aber immerhin schon das als ursprüngliche Fehlerquelle angenommene WLAN als Fehlerquelle ausschließen. Wir ziehen in Betracht ein Gehäuse für das Mainboard anzuschaffen um es so abzuschirmen.