Noch ist der Roboter nicht fertig aufgebaut. An seinem Aussehen möchte ich noch arbeiten. Allerdings ist die Technik schon komplett verbaut. So läuft im Inneren ein Raspberry Pi 2 Model B. An dem Raspberry Pi ist das RasPiGNSS Modul angeschlossen sowie ein USB W-LAN Modul für die Steuerung des Roboters. Der BigRob kann autonom fahren sowie über eine Web-Oberfläche gesteuert werden.

Das nachfolgende Bild zeigt den BigRob einsatzbereit für den ersten Test im Freien mit Differential GPS. Die Basisstation für das Differential GPS ist aktuell auf dem Bild nicht zu sehen. Die Basisstation ist aber schon aufgebaut eine FIX Solution wurde berechnet.

Raspberry Pi Robot Car - Big Rob

Raspberry Pi Robot Car – Big Rob

Der Rober selber hat einen W-LAN Router Linksys WRT54GL eingebaut der den Accesspoint für die Steuerung bildet. Somit ist der BigRob sehr einfach einsatzbereit und die Kommunikation funktioniert sehr zuverlässig.

Raspberry Pi GNSS Navigation

Ich arbeite seit ca. November 2016 am Aufbau einer Differential GPS Lösung für meine autonomen Fahrzeuge. Diese besteht aus der Basisstation und dem Roboter als mobile Einheit. Wenn Ihr mehr darüber erfahren wollt habe ich hier in einer Artikelserie beschrieben wie die Differential GPS Lösung mit der RTK Bibliothek aufgebaut werden kann.

Link: Präzise GNSS-Positionierung mit dem Raspberry Pi und RTKLIB – Einführung

Auf dem folgenden Bild ist die Technik im Big-Rob zu sehen. Links unten sitzt der RasPiGNSS GPS Empfänger und etwas rechts über diesem sitzt die GPS Antenne.

Raspberry Pi - Big Rob RasPiGNSS SenseHAT

Raspberry Pi – Big Rob RasPiGNSS SenseHAT

Hinten am Fahrzeug (leuchtet rot) ist das Raspberry Pi Sense HAT verbaut. Diese benötige ich für die Ausrichtung des Roboters. Mit dem Magnetometer kann ich feststellen in welche Himmelsrichtung der Roboter ausgerichtet ist. Mit dem Gyroskop stellt mein Python Programm fest um wie viel Grad sich der BigRob gedreht hat.

Raspberry Pi Big Rob Video

Das Video zeigt den Big Rob Roboter wie er auf einer großen Wiese herum fährt. Allerdings zeigt das Video noch den Roboter wie er manuell gesteuert wird. Wenn ich ein Video habe in dem er autonom fährt stelle ich das natürlich hier auch online.

Buch - Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi: Planen, bauen, programmieren

Ich habe auch ein Buch veröffentlicht, in dem ich den Bau von Roboter Autos mit dem Raspberry Pi Computer Schritt für Schritt beschreibe. Ich erkläre das notwendige Basiswissen beginnend bei der Roboter Elektronik, über das Design des Chassis bis hin zum Navigieren nach GPS. Python ist die für diese Bauanleitung gewählte Programmiersprache. So wird im Buch erklärt wie Ultraschallsensoren ausgelesen werden können oder ein Motortreiber angesteuert wird. Auch kommen der Raspberry Pi und das Betriebssystem Raspbin nicht zu kurz. Mit all diesem Wissen aus dem Buch ist es möglich selber Roboter auf Basis des Raspberry Pi zu bauen.

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Aus dem Inhalt:

Die elektronischen Komponenten kennenlernen: Raspberry Pi, Kamera- und W-LAN-Modul, Motoren, Step-Down-Converter, Ultraschall-Sensor, GPS-Empfänger u. v. m.
Die benötigten Werkzeuge kennenlernen: Lötkolben, Dritte Hand und Co.
Grundlagen zum Elektromotor
So fügt sich alles zusammen: Chassis basteln, Fahrgestell montieren, Elektronik verbauen
Grundlagen der Elektrizitätslehre
Verkabelung der elektronischen Komponenten
Den Raspberry Pi in Betrieb nehmen
Wichtige Linux-Grundlagen
Einführung in die Programmierung mit Scratch und Python
Das google-Auto hat eine und Ihres auch: Die Kamera nutzen
Auto-Steuerung: via W-LAN fernsteuern oder vollständig autonom
Liste der benötigten Elektronik-Komponenten sowie alle...

Python Modul GPS NMEA Daten

Ich habe in der Vergangenheit immer eine GPS USB Maus verwendet. Diese arbeitet sehr gut mit dem Python GPS Modul zusammen. Die GPS Maus gibt an der USB Schnittstelle des Raspberry Pi einen NMEA Stream aus. Diesen konnte ich dann wiederum mit dem GPSD Dämon weiter verarbeiten.

Jetzt habe ich mein Programm umgestellt, damit es den GPS Stream der RTK Lösung verarbeiten kann. So kann ich auf einen hoch auflösenden Stream setzen und kenne die Position des Roboter Autos sehr genau.

Die Anpassung in meinem Python Programm war sehr einfach. Der NMEA Input-Stream kann direkt über einen TCP/IP Socket unter Python mit der Erweiterung PYNMEA eingelesen und ausgewertet werden. So ist es möglich den NMEA Stream der von dem Program RTKRCV erzeugt wird weiter unter Python zu verwenden.

Python read RTK Stream

Python read RTK Stream

Damit PYNMEA auf dem Raspberry Pi installiert wird bitte den folgenden Befehl ausführen:

Befehl: sudo pip install pynmea

Das Programm welches den NMEA Stream einließt kann unter dem folgendne Link herunter geladen werden. Es ist die Basis für die weitere Verarbeitung in der Steuerung des Roboters.

Download: READ RTKRCV NMEA PYTHON STREAM

Zusammenfassung

Ich bin mit der Anpassung in meine Programm soeit zufrieden. Noch habe ich den Raspberry Pi Bot nicht im Freien getestet. Aber von den ersten Tests erwarte ich ein sehr gutes Ergebnis. Der technische Aufwand ist natürlich groß für eine differential GPS Lösung. Es hat auch etwas gedauert bis ich alles automatisch zum Laufen bekommen habe. Aber jetzt funktioniert die RTK Lösung sehr zuverlässig und ich muss beide RTK Stationen nur einschalten und es kann losgehen.


Artikelübersicht - Big Rob:

RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB BAUANLEITUNG
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB 4×4 ELEKTROMOTOR ANTRIEB
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB MOTORTREIBER BTS7960B UND SOFTWARE
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB OUTDOOR-KAMERAGEHÄUSE
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB mit differential GPS
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB ZÄHNE
RASPBERRY PI ROBOTER – BIG ROB FAHRWERK OPTIMIERUNG

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