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Tragbares 3D-Trackingsystem zum Testen von Agrarrobotern im Feld
Die Herausforderung: Wie lassen sich autonome Roboter zuverlässig testen?
Das Testen autonomer Agrarroboter ist nicht einfach. Landwirte und Forscher müssen wissen, ob diese Maschinen sicher arbeiten und innerhalb definierter Bereiche (Geofences) bleiben können. Bestehende Testaufbauten waren begrenzt: Sie waren ortsfest, konnten nur ein Objekt verfolgen und funktionierten auf realen Feldern mit wechselnden Bedingungen nicht gut. Die Hochschule Osnabrück suchte nach einer mobilen Lösung, die zuverlässige „Ground Truth“-Daten liefern konnte – eine echte Referenz, mit der die Leistung des Roboters verglichen werden konnte.
Die Lösung: ein mobiles 3D-Stationsnetz
Das Team baute ein tragbares Stationsnetzwerk, das direkt auf den Feldern aufgestellt und problemlos von Feld zu Feld transportiert werden konnte. Jede Station umfasste:
- 3D-LiDAR zum Scannen der Umgebung
- a simpleRTK3B Heading (mosaic-H) Empfänger mit Doppelantennen für präzise Positionierung, Kurs und Zeitsynchronisation der Stationen
- eine Nvidia Jetson-Plattform mit ROS zur Datenverarbeitung
- ein Akku für volle Mobilität
- ein Stativ zur Montage der Antennen und des LiDAR
Die simpleRTK3B Heading Platine mit zwei Antennen im Lieferumfang enthalten:
- Genaue Position jeder Station, damit die Karte korrekt im Feld platziert wurde.
- Ausrichtung, damit LiDAR-Daten von verschiedenen Stationen fehlerfrei ausgerichtet werden können. Erfahren Sie mehr Wie GPS Ihnen helfen kann, die tatsächliche Fahrtrichtung Ihres Fahrzeugs zu messen.
- Präzise Satellitenzeitsynchronisation, sodass jede Station Daten genau zum gleichen Zeitpunkt erfasst. Wenn Sie mehr über GPS erfahren möchten Timepulse, überprüfen Sie unseren Beitrag GPS verstehen Timepulse oder PPS.
Dadurch konnten alle LiDAR-Scans zu einer zuverlässigen 3D-Karte zusammengeführt und der Roboter in Echtzeit mit hoher Genauigkeit verfolgt werden. Mit diesem Aufbau konnte der Agrarroboter erkannt und verfolgt und seine Größe, Ausrichtung und Position auf über 26,000 m² großen Feldern mit hoher Genauigkeit berechnet werden.
Ergebnis: Präzises Tracking unter realen Bedingungen
Das System ist mobil und benötigt keine feste Infrastruktur. Mit dem simpleRTK3B Heading Das Team baute eine Ground-Truth-Umgebung, die präzises 3D-Tracking von Robotern unter realen Bedingungen ermöglicht. Dieser „unabhängige Schiedsrichter“ misst die tatsächliche Position und Bewegung des Roboters und ermöglicht so die Überprüfung der sicheren und korrekten Funktion seiner Sensoren. Gesamten Artikel lesen werden auf dieser Seite erläutert.
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