2285623

Autonome Roverfahrzeuge selber bauen – von der Multicopter-Technik ins RC-Car

13.07.2017 | 11:00 Uhr |

Rover sind geländetaugliche Fahrzeuge zum Erkunden von Gebieten und Erledigen spezieller Aufgaben. Gefüttert mit Sensoren, können Rover auch autonom fahren. Wie man sich ein solches Fahrzeug selber bauen kann, lesen Sie hier.

Schneller, einfacher, günstiger --- der Techniktrend Multicopter-Drohnen boomt. Nicht verwunderlich, denn mit den kleinen mehrrotorigen Flugzeugen ist es für relativ wenig Geld möglich geworden, die Welt von oben zu sehen. Filmen, Kartographieren, Vermessen und vieles mehr ist mit den kleinen Alleskönnern möglich, und die Anwendungsbreite ist noch lange nicht ausgeschöpft. Mit der Multicoptertechnik - genauer gesagt, mit deren Innenleben - kann man aber noch viel mehr anfangen als nur einen Copter zu steuern.

Quadrocopter mit eingebautem DJI-Naza Flightcontroller
Vergrößern Quadrocopter mit eingebautem DJI-Naza Flightcontroller
© Patrick Leiner

Das Herzstück eines jeden Copters ist der sogenannte Flightcontroller. Er ist die Rechenzentrale, verarbeitet alle Daten der Sensoren wie Beschleunigungssensor oder Barometer und errechnet mit diesen die aktuelle Fluglage und die nötigen Korrekturmaßnahmen. So kann ein Multicopter mit wenig Zutun des Piloten fast von alleine in der Luft bleiben. Der Flightcontroller kann jedoch auch in anderen Vehikeln wie Booten, Flächenflugzeugen oder in einem Landfahrzeug, also einem Rover, eingesetzt werden.

Wie wird ein Rover zu einer autonomen Roverdrohne?

Wie kann man nun ein „normales“ RC-Auto zu einer autonomen Roverdrohne umbauen? Hauptbestandteil ist, wie schon erwähnt, ein elektronisches Bauteil, das eigentlich überwiegend in Multicopter-Drohnen verbaut wird: der Flightcontroller. Er fungiert als Bindeglied zwischen dem Motor / Lenkservo und dem Piloten und kann auch selbstständig Befehle zur Steuerung des Fahrzeugs erteilen. Mit Hilfe seiner angeschlossenen Sensoren weiß der Flightcontroller immer, wo genau das Fahrzeug ist und wie schnell es fährt. Ausgestattet mit diesen Infos kann der Flighcontroller dem Rover eigenständig  Befehle erteilen, in welche Richtung und wie schnell es nun vorangehen soll.

Welche Ausstattung benötigt der Flightcontroller?

Flightcontroller AMP 2.6 mit Zubehör
Vergrößern Flightcontroller AMP 2.6 mit Zubehör
© Patrick Leiner

Um einen Rover mit Hilfe eines Flightcontrollers steuern zu können, ist ein Sensor ganz entscheidend, um die Orientierung des Fahrzeugs sicherzustellen. Die Rede ist von einem GPS-Sensor. Dieser kommuniziert mit den GPS-Satelliten im erdnahen Orbit und kann so Daten über die genaue Position des Rovers auf dem Erdball liefern.

GPS-Sensor
Vergrößern GPS-Sensor
© Pixabay

Neben dem GPS-Sensor braucht der Flightcontroller auch Beschleunigungssensoren für die korrekte Steuerung des Rovers. Je nach Aufbau des RC-Cars muss man ihn eventuell vor dem Durchfahren einer Kurve etwas abbremsen. Solche Kräfte kann der Flightcontroller mit Hilfe von Beschleunigungssensoren messen und den Rover stabil durch eine autonome Missionsstrecke leiten.

Beschleunigungssensor
Vergrößern Beschleunigungssensor
© Pixabay

Um neben der genauen Position auch die Ausrichtung der Vorderseite des Fahrzeugs bestimmen zu können, braucht man für eine autonome Roverdrohne auch ein Magnetometer, also einen Kompass. Dieses misst die magnetischen Erdfeldlinien und kann so bestimmen, in welche Richtung der Rover gerade nach vorne schaut.

Magnetometer
Vergrößern Magnetometer
© Pixabay

Um Hindernissen ausweichen zu können, benötigt das Fahrzeug oder eben ein Rover auch einen speziellen Sensor. In den meisten Fällen wird hierfür der einfach aufgebaute Ultraschallsensor verwendet. Dieser misst die Distanz zu einem Objekt und sorgt somit dafür, dass der Flightcontroller rechtzeitig ein Ausweichmanöver einleiten kann.

Ultraschallsensor zum Ausweichen von Objekten
Vergrößern Ultraschallsensor zum Ausweichen von Objekten
© Patrick Leiner

Bei der Auswahl eines geeigneten Flightcontroller-Systems begegnen wir bei der Recherche allerdings nicht nur einem, sondern etlichen verschiedenen Systemen:

  • Multi-Wii

  • Ardupilot

  • DJI-Naza

  • CC3D

Dies ist lediglich eine kleine Auswahl aus der Vielfalt der angebotenen Systeme. Nicht alle sind aber für den Einsatz in einem Roverfahrzeug geeignet. Hier gilt es darauf zu achten, dass der entsprechende Softwarecode zum Betrieb eines Landfahrzeugs (Rovers) auch vom System angeboten wird. Der Flightcontroller APM 2.6 von Ardupilot ist ein Beispiel für diejenigen, die ein solches Softwaremodul mitbringen.

Die Software solch eines Systems muss nun auch auf das spezielle Fahrzeug eingestellt werden, was mitunter nicht leicht ist, wenn bestimmte Faktoren wie Antriebsleistung und Wendekreis des Fahrzeugs mit berücksichtigt werden müssen.

Tatsächlich macht es aber ungemein viel Spaß, ein RC-Auto von einem „normal“ ferngesteuerten Betrieb auf ein voll autonom fahrendes Fahrzeug umzurüsten. Hier können noch viele Erweiterungen und Unterstützungssysteme an solch einen Rover angebaut werden, so zum Beispiel ein FPV-System oder eine Solaranlage zum Laden des Akkus.

Basteln, Schrauben, Löten – Selbermachen lohnt sich. Denn wer selber etwas baut, weiß, wie es funktioniert.

Wer sich weniger für Rover und mehr für Drohnen interessiert: Wie man Multicopter-Drohnen baut, hat Patrick Leiner auch schon erklärt.

Autonom fahrenden Rover bauen

Roverdrohne selber bauen und tunen
© Franzis

Rover werden zum Erkunden von Gebieten und Erledigen spezieller Aufgaben eingesetzt  Viele Fahrzeuge dieser Gattung besitzen nicht nur ein geländetaugliches Fahrgestell und einen kraftvollen Antrieb, sie beinhalten oft auch Hochleistungscomputer, die - gefüttert mit unterschiedlichen Sensoren - das Fahrzeug teilweise oder auch vollständig autonom fahren lassen.

Bauen Sie sich selber so einen autonom fahrenden Rover. Wie's geht, erklärt Patrick Leiner in " Roverdrohne selber bauen und tunen " (Taschenbuch, 29,95 Euro).

Inhalt aus dem Buch:

- So wird ein Rover zur Drohne
- RC-Car als Grundgerüst der Roverdrohne
- Antriebsvarianten und Fernsteuerung
- Brushless-Motoren und ihre Bauarten
- Energiequelle Lipo-Akku
- Den Flightcontroller fürs Auto nutzen
- Was die Roverdrohne alles können soll
- Softwareeinstellungen und Beschleunigungssensoren kalibrieren
- Bauplan und Definition einer Roverdrohne
- Bauteile, ohne die nichts geht
- Ultraschallsensor und Telemetrieverbindung einstellen
- Wichtige Softwareparameter
- Autonomes Fahren und Missionen erstellen
- FPV-Tuning Schritt für Schritt
- Anschluss der gesamten FPV-Anlage
- Steuerung für Gimbal und Scheinwerfer
- Berechnung, Bau und Inbetriebnahme einer Solaranlage

0 Kommentare zu diesem Artikel

PC-WELT Marktplatz

PC-WELT Hacks - Technik zum Selbermachen?

Raspberry Pi erfreut sich gerade unter Bastlern einer großen Beliebtheit. Kein Wunder, denn mit der 35-Euro-Platine lassen sich viele spannende Projekte realisieren. Vom Mediacenter, Netzwerkspeicher, Fotomaschine bis hin zum Überwachungssystem ist alles möglich. Dieser Bereich ist aber nicht nur dem Raspberry Pi gewidmet, sondern bietet auch viele Tipps, Tricks und Anleitungen für andere spannende Bastelprojekte.

2285623