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Nie mehr selber Saugen ...

Mäander-Fahrstrategie für Saugroboter

Bei dieser Fahrstrategie versucht der Saugroboter den Raum in parallelen Bahnen zu reinigen. Die Fahrstrategie ist deutlich komplizierter und anfälliger für Fahrfehler, ermöglicht aber in einem rechtwinkligen Versuchsraum mit rechtwinklig aufgestellten Hindernissen fast 100% Raumabdeckung.

Der automatische Staubsauger fährt geradeaus bis er auf ein Hindernis stößt, wendet um 90 Grad nach rechts und fährt ein kurzes Stück um erneut um 90 Grad nach rechts zu wenden. Mit dieser kurzen Seitwärtsbewegung (Offset) wird die nächste Bahn um eine Staubsaugerbreite versetzt. Der Saugroboter fährt erneut geradeaus und wendet den nächsten Offset nach einer Kollision nach links.

Stößt der Saugroboter bei einer Offset-Bewegung gegen ein Hindernis, wird damit im Raum eine Ecke erkannt. Der automatische Staubsauger wendet jetzt die Fahrtrichtung um 180 Grad und fährt die Mäander um 90 Grad gedreht weiter in den Raum.

Fahrweg für Saugroboter bei Mäander-Fahrstrategie

In der Idealform dieser Strategie können die Ecken und die zu reinigende Fläche im Raum erkannt werden. Es bietet sich an eine Karte der bereits erfaßten Fläche zu speichern und das Programmende anhand der gefahrenen Flächen zu ermitteln.

Die Mäander Fahrstrategie erfaßt bereits in den ersten Durchgängen einen sehr großen Teil der Flächen und ermöglicht so deutlich kürzere Reinigungszeiten. Bei idealen Fahrbedingungen werden alle Flächen in der Mitte des Raumes erfaßt, es kommt nicht zu Auslassungen wie bei der Amöben- oder Random-Fahrstrategie.

Untauglich für die Praxis?

In der idealisierten Betrachtung in einem Simulator erreicht die Mäander Fahrstrategie eine deutlich höhere Flächenabdedckung als die Amöben- oder Random-Fahrstrategie. Leider können bereits kleine Fehlerquellen das Ergebnis in der Praxis deutlich verschlechtern:

  • Ungleich starke Motore der Antriebsräder oder andere Fertigungstoleranzen im Antrieb sorgen für einen schlechten Geradeauslauf des Saugroboters
  • Teppichflor führt je nach Fahrtrichtung entgegen oder mit der Florrichtung zu starken Abweichungen im Fahrweg
  • Höhenunterschiede (Teppiche oder Läufer) sorgen beim Überfahren für Abweichungen vom geraden Weg
  • rutschige oder glatte Untergründe (Laminatböden) führen zum zeitweisen Durchdrehen der Antriebsräder beim Wenden oder beim geradeaus fahren.

Um den Fahrweg korrigieren zu können benötigt der Staubsaugerroboter weitere Sensoren mit denen er in die Lage versetzt wird seine eigene Position und Bewegung zu erkennen und bei Abweichungen im Fahrweg zu reagieren. Die Erkennung von abweichenden Umdrehungen der Antriebsräder reicht hierfür nicht aus.

Mit dem Samsung Navibot nutzt erstmals ein Saugroboter diese Strategie ausserhalb des Labors: Der Navibot ermittelt seine genaue Fahrtrichtung und Position durch eine Kamera auf der Oberseite des Roboters und nutzt eine Bildverarbeitung zur Erkennung von Lichtquellen und der Form der Decke. Der Navibot ist damit in der Lage exakt gerade Fahrspuren ohne Abweichungen und abdriften zu fahren.

Deterministische Staubsauger-Fallen

Ein Problem der Fahrstrategie sind schwer zugängliche Bereiche dar: Die Mäander-Fahrstrategie arbeitet streng deterministisch. Der Fahrweg ist festgelegt und wird unter gleichen Bedingungen immer zum gleichen Ergebnis führen. Ist der Ausgang der Engstelle nicht im Fahrweg enthalten, ist der Saugroboter nicht in der Lage zu entkommen.

Umgekehrt kann können große Bereiche ausgelassen werden, wenn die Einfahrt in den Bereich nicht im Fahrweg enthalten ist. Wird der Eingang nicht gefunden, gibt es in der Mäander-Fahrstrategie keine Zufallskomponente die den automatischen Staubsauger auf anderem Wege in den ausgelassenen Bereich führen könnte.

Als einzige Fahrstrategie reicht die Mäander-Strategie nicht aus, sie sollte immer mit anderen Strategien, die auch Zufallselemente enthalten, kombiniert werden.


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