OpenMower — Open-Source-Mähroboter mit RTK-GPS – ntrip

Docs: Schritt 2.1: GPS vorbereiten

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Firmware aktualisieren und GPS-Platine konfigurieren

Info

Für diesen Schritt gibt es eine Videoanleitung!
Hier findest du mein YouTube-Video: Video

(Abschnitt 16:21 bis 17:15)

Voraussetzungen

Eine Ardusimple-F9P-GPS-Platine
Ein Micro-USB-Kabel
Ein Windows-PC
Die aktuelle v1-Version von u-center:
🔗 https://www.u-blox.com/en/product/u-center
Lade nicht u-center V2 herunter. Für den F9P brauchst du u-center v1.
Die GPS-Konfigurationsdatei
🔗 robot-fw-1_51.txt
Der Link öffnet sich in einem neuen Browser-Tab. Verwende Strg+S, um die Datei herunterzuladen.

Schritt 2.1.0: Firmware aktualisieren

Warnung

Den F9P gibt es inzwischen in mehreren Varianten. Die unten verlinkte Firmware ist für die L1+L2-Version. Prüfe, ob auf dem u-blox-Chip eine dieser Bezeichnungen steht: ZED-F9P-02B, ZED-F9P-04B oder ZED-F9P-05B!

Bei einer anderen Platine darfst du die verlinkte Firmware nicht verwenden. Lade die passende Version direkt von u-blox.com herunter.

Aktualisiere die Firmware deiner Ardusimple-Platine auf ZED-F9P HPG 1.51 – Download . Eine Anleitung findest du auf der Ardusimple-Website .

Schritt 2.1.1: u-center öffnen und GPS verbinden

Verbinde nach der Installation von u-center die Ardusimple-Platine über ihre USB-Buchse „Power+GPS“ mit deinem Windows-PC. Die blauen LEDs sollten aufleuchten, und Windows sollte das Gerät als COM-Port erkennen. Öffne anschließend u-center.

Wähle in u-center unter Receiver -> Connection den passenden COM-Port, um die Verbindung zur Platine herzustellen.

Schritt 2.1.2: Konfiguration auf das GPS-Modul übertragen

Öffne nach erfolgreicher Verbindung Tools -> Receiver Configuration .... Wähle dort über ... die zuvor heruntergeladene Datei robot-fw-1_51.txt aus. Übertrage die Konfiguration mit Transfer File -> GNSS auf das GPS-Modul.

Schritt 2.1.3: Konfiguration im Flash speichern

Damit die Konfiguration nach dem Ausschalten erhalten bleibt, musst du sie im Flash-Speicher sichern. Öffne View -> Configuration View, wähle links CFG (Configuration) und aktiviere Save current configuration. Rechts müssen sowohl 0 - BBR als auch 1 - FLASH ausgewählt sein. Klicke danach in der unteren Werkzeugleiste auf Send.

Rechts oben erscheint ein Zähler für die Zeit seit der letzten an die GPS-Platine gesendeten Nachricht. Direkt nach dem Klick auf Send sollte er 0s anzeigen.

Schritt 2.1.4: Fertig 🎉

Dein GPS-Modul ist jetzt für OpenMower eingerichtet. Du kannst es vom Windows-PC trennen.

Verbinde dein UM9xx mit dem mitgelieferten USB-C-Kabel mit dem PC
Öffne ein serielles Terminal wie minicom, miniterm oder CuteCom mit 115200 Baud
Achte darauf, dass als Zeilenende CR/LF eingestellt ist
Sende CONFIG↵ Enter, um die Verbindung zu prüfen. Es sollte eine lesbare Ausgabe aus Schlüsseln und Werten erscheinen. Falls nicht, prüfe Kabel, Port und Berechtigungen.
Setze das Modul zurück und stelle die Baudrate auf 921600, indem du diese Befehle zeilenweise eingibst:

FRESET↵ Enter
CONFIG COM1 921600↵ Enter

(Nach FRESET kann es einige Sekunden dauern, bis das Modul wieder antwortet.)
Prüfe die Verbindung erneut mit CONFIG. Falls die Ausgabe nicht wie zuvor aussieht, stelle dein serielles Terminal auf 921600 Baud um und öffne die Verbindung bei Bedarf neu. Führe CONFIG erneut aus, bis eine sinnvolle Antwort erscheint
Richte den Rover mit diesen Befehlen ein, jeweils eine Zeile nach der anderen:

MODE ROVER UAV↵ Enter
GPGSV COM1 2↵ Enter
GPRMC COM1 1↵ Enter
GPGSA COM1 1↵ Enter
GPVTG COM1 1↵ Enter
GPGST COM1 1↵ Enter
GPGGA COM1 0.2↵ Enter
SAVECONFIG↵ Enter

Vergiss SAVECONFIG nicht. Der Befehl speichert die Einstellungen dauerhaft, sodass sie nach dem Aus- und Einschalten erhalten bleiben.
Trenne das USB-Kabel vom UM9x-Modul und setze es auf die Trägerplatine. Löte vorher bei Bedarf die benötigten Stiftleisten an.

Einrichtung über USB (cutecom)

Beim M20 ersetzt du jedes COM1 durch COM2.

Verbinde dein M10 über das mitgelieferte USB-C-Kabel mit dem PC.
Öffne das empfohlene Terminalprogramm cutecom.
Verbinde dich mit 115200 Baud.
Es sollte eine lesbare Ausgabe aus Schlüsseln und Werten erscheinen. Falls nicht, prüfe Kabel, Port und Berechtigungen.
Stelle sicher, dass das Zeilenende auf CR/LF eingestellt ist.
Du kannst die Ausgabe in cutecom ausblenden. Sie läuft weiter, wird aber nicht angezeigt.
Setze das Modul auf Werkseinstellungen zurück und deaktiviere die zyklischen Ausgaben mit diesen Befehlen, jeweils zeilenweise:

FRESET↵ Enter
(Nach FRESET kann es einige Sekunden dauern, bis das Modul wieder antwortet.)

UNLOGALL↵ Enter
Blende die Ausgabe in cutecom wieder ein.
Prüfe die Verbindung erneut mit:

LOG VERSION ONCE↵ Enter

Es sollte eine lesbare Ausgabe erscheinen.
Richte den Rover ein:

SERIALCONFIG COM1 460800↵ Enter
Prüfe die Verbindung erneut mit:

LOG VERSION ONCE↵ Enter

Die Ausgabe sollte weiterhin lesbar sein, da wir über COM3 verbunden sind. Falls nicht, prüfe Verbindung und Baudrate.
Setze die Rover-Konfiguration fort:

LOG COMCONFIG ONCE↵ Enter
(COM1 sollte jetzt 460800 anzeigen)
RTKTYPE ROVER↵ Enter
RTKTYPE↵ Enter
RTKTIMEOUT 5↵ Enter
RTKTIMEOUT↵ Enter
Lege die zyklischen Ausgaben fest:

LOG COM1 GPGSV ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPRMC ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGSA ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPVTG ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGST ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGGA ONTIME 0.1↵ Enter
Speichere die Änderungen zum Schluss im Flash-Speicher:

SAVECONFIG↵ Enter

Vergiss den Befehl SAVECONFIG nicht. Er speichert die Einstellungen dauerhaft, damit sie nach dem Aus- und Einschalten erhalten bleiben.
Trenne das USB-Kabel vom M10-Modul und setze es auf die Trägerplatine. Löte vorher bei Bedarf die Stiftleisten an.
Passe auch die Baudrate in der OpenMower-ROS-Konfiguration an:

gps:
 baud_rate: 460800
 protocol: "NMEA"

Einrichtung über TCP (by_connect)

Diese Methode funktioniert unter Linux und Windows. Unter Linux verwendest du by_connect mit Wine. Führe diesen Schritt erst durch, wenn dein OpenMower-System läuft. Die Konfiguration erfolgt aus der Ferne über TCP.

Voraussetzungen

Eine WitMotion-ByNav-M10-GPS-Platine (Standardbaudrate: 115200)
Einen OpenMower mit installiertem OpenMowerOS
Einen Windows- oder Linux-PC
by_connect-Software von bynav.com
Beschreibung des Schnittstellenprotokolls (PDF) — gültig für alle ByNav-Module (M10, M20 usw.)

Beim M20 ersetzt du jedes COM1 durch COM2.

Setze das M10 auf die Trägerplatine. Löte vorher bei Bedarf die Stiftleisten an.
Stelle die Baudrate in der OpenMower-ROS-Konfiguration auf 115200:

gps:
 baud_rate: 115200
 protocol: "NMEA"

Stelle eine serielle Verbindung zum M10 über TCP her, indem du im SSH-Terminal deines OpenMower openmower expose-gps ausführst:
Öffne by_connect auf deinem PC, unter Linux mit Wine. Den Download findest du auf bynav.com. Verbinde dich als TCP Client mit Port 2000 des OpenMower. Eine Baudrate musst du hier nicht angeben:
Es sollte eine lesbare Ausgabe aus Schlüsseln und Werten erscheinen. Falls nicht, prüfe die Verbindung.
Stelle sicher, dass das Zeilenende auf CR/LF eingestellt ist.
Du kannst die Ausgabe in by_connect ausblenden. Sie läuft weiter, wird aber nicht angezeigt:
Setze das Modul auf Werkseinstellungen zurück und deaktiviere die zyklischen Ausgaben mit diesen Befehlen, jeweils zeilenweise:

FRESET↵ Enter
(Nach FRESET kann es einige Sekunden dauern, bis das Modul wieder antwortet.)

UNLOGALL↵ Enter
Blende die Ausgabe in by_connect wieder ein.
Prüfe die Verbindung erneut mit:

LOG VERSION ONCE↵ Enter

Es sollte eine lesbare Ausgabe erscheinen.
Richte den Rover ein:

SERIALCONFIG COM1 460800↵ Enter
Prüfe die Verbindung erneut:

LOG VERSION ONCE↵ Enter

Die Ausgabe ist jetzt unlesbar, weil sich die Baudrate geändert hat. Schließe die Verbindung, stelle in der OpenMower-ROS-Konfiguration die Baudrate auf 460800 und verbinde dich erneut über openmower expose-gps:
Öffne by_connect erneut, verbinde dich wieder als TCP Client und prüfe die Lesbarkeit der Ausgabe mit:

LOG COMCONFIG ONCE↵ Enter
Setze die Rover-Konfiguration fort:

RTKTYPE ROVER↵ Enter
RTKTIMEOUT 5↵ Enter
Wenn alles wie erwartet funktioniert und du ok-Antworten erhältst, speichere die Einstellungen im Flash. Andernfalls trenne die Verbindung, schalte den OpenMower aus und wieder ein und beginne von vorne:

SAVECONFIG↵ Enter
Lege die zyklischen Ausgaben fest:

LOG COM1 GPGSV ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPRMC ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGSA ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPVTG ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGST ONTIME 1↵ Enter
LOG COM1 GPGGA ONTIME 0.1↵ Enter
Speichere die Änderungen im Flash-Speicher:

SAVECONFIG↵ Enter

Vergiss den Befehl SAVECONFIG nicht. Er speichert die Einstellungen dauerhaft, damit sie nach dem Aus- und Einschalten erhalten bleiben.

Weiter mit Schritt 2.2: SD-Karte vorbereiten

Docs: GPS-RTK: Hilfe bei Problemen

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Wir setzen voraus, dass du die Anleitung zur GPS-Einrichtung durchgearbeitet hast. Falls der Mäher bereits zusammengebaut ist, öffne die obere Abdeckung.

Verbinde das GPS-Modul über ein Micro-USB-Kabel direkt mit deinem Windows-PC, genauso wie beim Übertragen der Konfiguration.

Prüfe, ob rechts unten in der Statusleiste bei Protocol of received messages der Wert UBX steht, nicht NMEA. Falls nicht, übertrage die Konfiguration erneut. Trenne danach die Stromversorgung des GPS-Moduls, schließe sie wieder an und prüfe, ob weiterhin UBX angezeigt wird.

Schließe die Antenne an die Platine an und geh nach draußen, um zu prüfen, ob GPS grundsätzlich funktioniert. Ist der Mäher schon zusammengebaut und die Antenne angeschlossen, nimm einfach den ganzen Mäher mit. Mit angeschlossener Antenne sollten selbst drinnen am Fenster erste Satelliten und weitere Informationen in u-center erscheinen. Nach einigen Minuten beginnt die LED GPS Fix auf der GPS-Platine zu blinken.

In der Ansicht View -> Deviation Map, F12 sollten die angezeigten Positionen innerhalb eines Bereichs von ungefähr 1 m liegen. Das entspricht der üblichen GPS-Genauigkeit. Alte, unbrauchbare Daten kannst du über File -> Database clean löschen.

Richte jetzt die NTRIP-Verbindung ein. Wir gehen davon aus, dass du entweder einen geeigneten NTRIP-Knoten in der Nähe (<30 km) gefunden hast oder eine eigene Basisstation betreibst.

Öffne Receiver -> NTRIP Client... und trage deine NTRIP-Zugangsdaten ein. Dieselben Einstellungen verwendest du später in der ROS-Konfigurationsdatei.

Der NTRIP-Client sollte die Verbindung in der Statusleiste grün anzeigen. In der Ansicht View -> Deviation Map, F12 sollten die angezeigten Positionen jetzt genau in der Mitte liegen. Die LED No RTK beginnt zu blinken oder erlischt ganz.

GPS am Mainboard testen

Wenn das GPS-Modul unabhängig vom Mainboard funktioniert, prüfe als Nächstes das Zusammenspiel beider Komponenten: Stecke das GPS-Modul auf das Mainboard. Die Anzeigen sollten aufleuchten und anfangen zu blinken.
Warte, bis die LED GRÜN oder GRÜN/ROT leuchtet.

🔋 Stromversorgung des Mainboards

Wenn deine Ladestation noch nicht aufgebaut ist und du den Mäherakku schonen möchtest, kannst du das Mainboard über den Micro-USB-Anschluss des Pico-Dev-Boards direkt unter der GPS-Platine versorgen. Verwende eine Powerbank mit mindestens 1 A, da die 500 mA eines Computer-USB-Anschlusses möglicherweise nicht ausreichen.

OpenMowerOS-Version:
0.1.0

Melde dich dann per SSH bei deinem OpenMower an.
Im Home-Verzeichnis (~/) liegt das Skript start_ros_bash.sh.
Führe es mit ~/start_ros_bash.sh aus. Damit gelangst du in eine Bash-Shell innerhalb des Containers.

Dort kannst du mit rostopic list alle Topics auflisten und mit rostopic echo --clear -w 5 /ll/position/gps die GPS-Daten ansehen.
Die Ausgabe sieht zum Beispiel so aus:

header:
 seq: 44
 stamp:
 secs: 1708328554
 nsecs: 51810942
 frame_id: "gps"
sensor_stamp: 114172000
received_stamp: 1711341013
source: 1
flags: 3
orientation_valid: 0
motion_vector_valid: 1
position_accuracy: 0.024
orientation_accuracy: 3.141
pose:
 pose:
 position:
 x: 1.975
 y: 4.819
 z: 114.9
 orientation:
 x: 0.000
 y: 0.000
 z: 0.201
 w: 0.979
 covariance: [88.21, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 88.21, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 88.21, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 10000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 10000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 9.869]
motion_vector:
 x: 0.045
 y: -0.05
 z: -0.01
vehicle_heading: 1.570
motion_heading: 0.405
---

Diese Zeilen sind dabei entscheidend:

flags: 3
hier sollte eine 3 stehen: Sie bedeutet, dass der RTK-Status „fixed“ ist
3 bedeutet „fix“, 5 bedeutet „float“ und 0 bedeutet „single“ (herkömmliches GNSS/GPS ohne RTK)

position_accuracy: 0.024
der Wert wird in Metern angegeben. Im Beispiel beträgt die Genauigkeit etwa 2,5 cm – das ist sehr gut.
Es kann vorkommen, dass dieser Wert bereits gut ist, der RTK-Status aber noch nicht „fixed“ ist