Hardware für Agroroboter

Hi Leute,

ich bin neu hier und habe gleich mal eine Frage.

Welche Hardware eignet sich am besten für einen Agroroboter?

Der Agroroboter soll folgende Funktionen später haben:

  1. Vor und zurück fahren mit zwei DC Motoren
  2. Sich selbstständig in einem eingezäunten Bereich bewegen und Hindernisse mithilfe von Sensoren umfahren und nicht anstoßen
  3. Anbaugeräte mithilfe von DC Motor betreiben
  4. Selbstständig zur Ladestation zurück fahren und laden

Habt ihr da Erfahrungen im Bereich Robotik?

Ich hoffe jemand kann mir helfen. Auf jeden Fall vielen lieben Dank im Voraus! :smile:

Bester Gruß Henrik :wave:

Meinst du einen echten/brauchbaren Agrarroboter, der auch Ede bewegen kann, oder ein Spielzeug?

Was soll der machen?

  • 1 und 3 kann jeder UNO.
  • 2 Mit Ultraschallsensoren Hindernisse erkennen, ist kein Problem, zufällig irgendwo hin fahren auch nicht. Planvoll was machen, dürfte die Herausforderung werden.
  • 4 Dazu benötigt man einen Plan, muß seinen Standort kennen oder muß das Ziel anpeilen können. Das hat dann auch was mit der Größe der Fläche zu tun, Garten oder Feld.

Neben der Rechenleistung ist sicherlich auch der zur Verfügung stehende Speicher begrenzendes Kriterium. Hat man die Zeit, Daten per Funk nachzuladen oder muß alles lokal gespeichert werden.

Ganz grob geschätzt bist Du bei einem RasPi möglicherweise besser aufgehoben.

Hi, ich meine einen echten brauchbaren Roboter. Er soll aber keine Erde bewegen.

Gewicht? .. und wieviel kW soll er haben?

Hi, was bietet der RasPi denn für Vorteile gegenüber den von Arduino?

Grundsätzlich sollte der Roboter einen Plan haben (z.B. sich auf parallelen Fahrbahnen fortbewegen und nicht willkürlich)

Gewicht wird bei 400-700kg liegen. KW hab ich noch keine Gedanken gemacht.

Wieviel Hektar hat das Teil zu bewältigen? Hanglage oder flach?
RPi: sobald du irgend LIDAR brauchst und es an die Kartierung gehtbraucht du mehr Speicher und Rechenleistung.

Größtenteils Flach soll er auf ca. 5 Ha laufen.
LIDAR ist wahrscheinlich dafür der richtige Ansatz. Wie viel Rechenleistung denkst du?

Ich habe noch nichts damit gemacht, daher etwas schwammig "mehr Leistung".

Das auf einem Rasen benötigt eine Positionsregelung einschließlich schneller Positionsbestimmung. Da sehe ich die Herausforderung. Automatisch fahrende Mähdrescher, das Bild habe ich gerade vor Augen, haben sicherlich keinen Arduino eingebaut, sondern leistungsfähigere Rechner. Da wird, soweit mir bekannt, mit GPS und lokalen Sendern gearbeitet.

RasPi und Arduino können sich Aufgaben auch teilen, der Arduino steuert die Motoren an und erkennt Hindernisse, der PasPi macht die Positionierung.

Das ist dann kein Spielzeug mehr, da mußt Du Sicherheitsaspekte berücksichtigen. Vermutlich fehlen dem Arduino dazu irgendwelche Zulassungen. Auch darf man den Versicherungsaspekt nicht vergessen. Natürlich kann man alle Hürden überwinden, nur kann es schwieriger werden, als ursprünglich mal gedacht :slightly_smiling_face:

Hi, vielen Dank für deine Antwort!

Ich denke mit LiDAR hat man ein gutes Positionierungssystem.

Die Kombination aus Arduino und RasPi gefällt mir gut, so nutzt man die Vorteile von jedem.

Für mich stellen sich jetzt folgende Fragen:

  1. Was für ein Motor würdet ihr für den Antrieb empfehlen? (400-700kg Gewicht mit einer Geschwindigkeit von 5km/h oder so und das Ganze aufgeteilt auf zwei DC Motoren)

  2. Was für eine Batteriekapazität/ Spannung würdet ihr nehmen, wenn er 8 Stunden oder so laufen soll?

  3. Welchen Arduino würdet ihr empfehlen und wie verbinde ich den mit dem RasPi?

Vielen Dank im Voraus!

LIDAR nimmst du zum Erkennen von Hindernissen (Menschen, Zäune, Bäume ...) - aber das ist kein absulutes koordinatensystem, dafür brauchst du noch GPS oder DGPS (je nach gewünschter Genauigkeit) und mindestens eine IMU für die Lageerkennung im Raum (und da hängt dann die Kartierung dran etc.)

Die Komponenten richten sich nach dem Einsatzzweck (abzurufende Leistung, Untergrund, Rad oder Kettenfahrzeug oder Marsroverkonzept, was für Zusatzgeräte angetrieben werden sollen ... gesetzliche Vorgaben, Sicherheitskinzept ...) --> da hängt ein ganzer Rattenschwanz an Planung und Rechnung dran :slight_smile:

Jetzt verstehe ich das mit der Ortung besser. Vielen Dank!

Ich habe an Ketten gegen Bodenverdichtung gedacht. Ich werde am Wochenende das Laufwerk kaufen.

Also schlägst du eine Kombination aus DGPS, LIDAR, einem IMU richtig?

So für den Anfang, ja. Aber das ist kein Wochenendprojekt mehr :slight_smile:

Ketten sind spaßig, aber mechanisch eine andere Nummer als Räder.

Gib kein Geld aus, wenn Du nicht weißt, wohin die Reise geht. Viele hier angefragte Projekte wurden nie zu Ende geführt.

Neben den leistungsfähigeren Arduinos gibt es auch noch µCs, die man mit der Arduino-IDE programmieren kann, aber keine Arduinos sind. Ich verweise hier mal auf Teensy, STM32 und ESP32, alle mit speziellen Vor- und Nachteilen.

Vor meinem geistigen Auge sah ich gerade die schönen Choreographien von Drohnen, die müssen ihre Position sogar dreidimensional bestimmen können. Möglicherweise gibt es da Techniken, die Du zweidimensional nutzen könntest. Leider habe ich noch nichts gelesen, wie die das machen, beeindruckend ist es aber allemal.

ich würde dir raten du kaufst statt dessen einen üblichen "Robotor-Auto" Bausatz mit zwei Motoren und lässt den zunächst mal im Hause laufen. Damit lernst du den Umgang mit den Sensoren bzw erkennst welche Sensoren für dein Umfeld zweckmäßig sind.

Größer bauen kannst du das wenn das Plastik Ding so fährt wie du es dir vorstellst.

Hi Henrik,
ich verwende für meinen Käfersammler (auch ein Agri Projekt) Zahnriemen als Ketten.
Ist auch noch sehr am Anfang, fährt aber und "hält die Spur", - wenn das Wetter jetzt wieder besser wird gibt wieder Fahrtraining und Berichte dazu...

Der erste Prototyp sieht noch seeehr primitiv aus, bis zum Jahresende soll ein etwa so aussehender zuverlässig "am Acker bleiben" und Kartoffelkäfer sicher erkennen. Was ich dann mit Denen mache überlege ich mir nächsten Winter...

Das stimmt, ich nehme mir dafür auch gerne mehr Zeit als nur am Wochenende.

Grundsätzlich ist die Mechanik kein Problem für mich, ich hab schon vom Wasserstoffmotor bis Neuaufbau verschiedener Fahrzeuge alles gemacht.

Nur bei der elektrischen Abteilung brauch ich Unterstützung.

Kannst du mir noch weitere Tipps dazu geben?

Ich habe schon vor das Projekt fertig zu stellen. Ohne diesen Ansatz würde ich garnicht erst anfangen :sweat_smile:

Hm ... bei der Skizze sieht man eigendlich ganz schön das Problem der Kettenantriebe:

  • mangelnde Stabilität um die Nick-Achse: die Standfläche der Ketten sind die unteren 3 Rollen, und die sind nur ~ 2/3 der Länge der Lafette. Umdrehen der Lafette (5 Rollen unten, 3 oben) bringt schon Besserung. Wenn nicht: hoher Schwerpunkt + kleine Standfläche --> fällt auf die Nase.
  • keine Seitenführung: seitliche Belastung (Hangneigung) oder drehen der Lafette führ zum Abstreifen der Kette. Deshalb haben Bagger Führungen in die Kettenglieder eingearbeitet.

Ich würd' für 700 kg schau'n ob ich nicht einen gebrauchten Minibagger oder besser ein Golfcart auftreiben könnte, da ist schon alles drinnen was man braucht.

Für den Motionpanner: Ardupilot Rover ist ein guter Einstieg, der kann fast alles was man möchte - aber mit Arduino spielt's da nix mehr. Kartierung ist ein eigenes Thema. Aber du wirst höchstwahrscheinlich keine Begrenzungskabel verlegen wollen (wie beim Automower) :slight_smile: