Die ursprünglich für industrielle Anwendungen entwickelte RTK-Technologie (Real-Time Kinematic) findet nun auch in der Rasenpflege Anwendung und verbessert die Genauigkeit und Effizienz autonomer Rasenmäher. Dank dieser Technologie können diese Maschinen zentimetergenau navigieren und sind damit eine wichtige Komponente für intelligente Rasenmäher wie den ANTHBOT Genie . Diese Genauigkeit ist besonders wichtig für Aufgaben wie autonomes Mähen, Hindernisvermeidung und die Erstellung präziser Mähmuster, um sicherzustellen, dass der Rasen perfekt getrimmt wird und keine Stelle ausgelassen wird.

In diesem Blog befassen wir uns mit den technischen Details von RTK, den Unterschieden zwischen Vollband- und Dualband-RTK-Systemen und wie diese Technologien die Leistung von Mährobotern verbessern.

RTK in Mährobotern

Die Integration von RTK in Mähroboter bringt sowohl Verbrauchern als auch Herstellern erhebliche Vorteile:

1. Verbesserte Präzision : RTK ermöglicht dem Mäher, komplexe Muster zu mähen, ohne Stellen auszulassen, und sorgt so für einen gleichmäßigeren Schnitt und einen gesünderen Rasen.
2. Autonomie und Effizienz : Die Technologie ermöglicht vollständige Autonomie, wobei die Mäher mit minimalem menschlichen Eingriff arbeiten und gleichzeitig komplexe Hindernisse wie Bäume, Zäune und Gartenmöbel umfahren.
3. Skalierbarkeit : Vollband-RTK-Systeme sind ideal für große Wohngrundstücke, gewerbliche Rasenflächen und öffentliche Plätze, wo präzise Navigation und Abdeckung unerlässlich sind.

Der Einsatz der RTK-Technologie in Mährobotern verbessert deren Funktionalität erheblich und ermöglicht ihnen einen autonomen Betrieb mit minimaler Überwachung. Dies führt zu besseren Ergebnissen und effizienteren Mähvorgängen, was letztendlich Haus- und Gewerbebesitzern Zeit und Mühe spart.

So funktioniert RTK

Die RTK-Technologie basiert auf einer Basisstation und einem mobilen Empfänger . Die Basisstation ist eine feste Einheit an einem bekannten, präzisen Standort und misst kontinuierlich die Differenz zwischen ihrer festen Position und den Positionen der Satelliten am Himmel. Die Basisstation berechnet den Fehler im Satellitensignal und überträgt anschließend Korrekturdaten an den mobilen Empfänger (am Mähroboter montiert). Diese Korrekturdaten verbessern die GPS-Genauigkeit und ermöglichen dem Empfänger eine zentimetergenaue Messung.

• Rolle der Basisstation : Die Basisstation ist in der RTK-Technologie unverzichtbar, da sie die Korrektursignale liefert, die die Präzision des GPS-Systems verbessern. Ohne die Echtzeitkorrektur der Basisstation wäre die Positionierungsgenauigkeit deutlich geringer und läge typischerweise im Meterbereich.
• Rolle des mobilen Empfängers : Der mobile Empfänger des Mähroboters empfängt GPS-Signale von Satelliten und Korrekturdaten von der Basisstation, sodass er seine Position in Echtzeit anpassen und mit hoher Präzision navigieren kann.

Die Basisstation „korrigiert“ im Wesentlichen die GPS-Signalfehler, die durch atmosphärische Bedingungen, Satellitengeometrie und andere Faktoren verursacht werden, wodurch der Mäher eine viel höhere Genauigkeit als herkömmliche GPS-Systeme erreicht.

Wie schnell ist RTK?

Eines der herausragenden Merkmale der RTK-Technologie ist die Bereitstellung hochpräziser Positionsdaten in Echtzeit. Die Geschwindigkeit, mit der RTK-Systeme ihre Position aktualisieren können, ist entscheidend für eine reibungslose und präzise Navigation, insbesondere in dynamischen Umgebungen wie Rasenflächen mit Hindernissen.

• Bildwiederholfrequenz : Vollband-RTK-Systeme arbeiten typischerweise mit einer Bildwiederholfrequenz von 50 Hz , d. h. sie aktualisieren ihre Positionsdaten 50 Mal pro Sekunde. Diese hohe Bildwiederholfrequenz stellt sicher, dass der Mäher während der Rasenfahrt Anpassungen in Echtzeit vornehmen kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Drift oder Grenzverletzungen verringert wird.
• Dualband-RTK -Systeme verfügen in der Regel über eine niedrigere Bildwiederholfrequenz von 5 Hz , d. h. sie aktualisieren die Positionsdaten nur fünfmal pro Sekunde. Diese langsamere Aktualisierungsrate kann zu Verzögerungen und Abweichungen zwischen dem tatsächlichen Standort des Mähers und der angezeigten Position führen, insbesondere in sich schnell bewegenden oder komplexen Umgebungen.

Die schnelle Bildwiederholrate und die präzisen Daten der RTK-Systeme ermöglichen es Mährobotern, ihre Position auch beim Navigieren durch enge Kurven, beim Umfahren von Hindernissen oder beim Arbeiten unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen beizubehalten.

RTK-Technologie: Vollband vs. Dualband

Die RTK-Technologie nutzt im Wesentlichen Satellitensignale, um die Positionsgenauigkeit von GPS-Systemen zu verbessern. Die Technologie wird in zwei Typen unterteilt: Full-Band-RTK und Dual-Band-RTK . Jeder Typ hat seine eigenen Fähigkeiten und Einschränkungen. Das Verständnis dieser Unterschiede ist entscheidend für die Wahl der richtigen Lösung für autonome Systeme wie Mähroboter.

Vollband-RTK

1. Mehrere Satellitensysteme : Vollband-RTK-Empfänger können Signale von mehreren Satellitensystemen wie GPS (USA), GLONASS (Russland), BeiDou (China) und Galileo (Europa) empfangen. Dies erweitert die globale Abdeckung und erhöht die Robustheit des Systems, sodass stabilere Positionierungsdienste in verschiedenen Regionen und Umgebungen bereitgestellt werden können.
2. Höhere Frequenz und robuste Datenverarbeitung : Ein Vollband-RTK-System kann bis zu 6 Satelliten und 22 Frequenzen verarbeiten, bei einer Basisbandkanalanzahl von 1040. Dadurch kann das System Daten aus mehreren Satellitenkonstellationen effektiver verarbeiten.
3. Schnelle Datenkonvergenz : Das Vollbandsystem arbeitet mit einer Bildwiederholfrequenz von 50 Hz und aktualisiert die Positionsdaten daher häufiger. Dies gewährleistet genaue und aktuelle Standortdaten des Mähers und reduziert das Risiko von Abweichungen während des Betriebs.
4. Erweiterte Funktionen für Präzision : Vollband-RTK-Systeme unterstützen Funktionen wie Basisstationsbewertung, Interferenzerkennung, Umgebungsbewertung, Low-Speed-RTK und Übertragungspaketsegmentierung. Dank dieser Funktionen kann der Mäher beurteilen, ob seine aktuelle Position den Installationsanforderungen entspricht, und seinen Betrieb entsprechend anpassen.

Dualband-RTK

1. Eingeschränkte Satellitenabdeckung : Dualband-RTK-Systeme können nur Signale von zwei festen Frequenzbändern empfangen. Dies schränkt ihre globale Abdeckung ein und kann dazu führen, dass der Mäher kein Signal empfängt, insbesondere in Regionen mit weniger Satellitensystemen.
2. Niedrigere Frequenz und Kanalanzahl : Ein Dualband-RTK-System verwendet normalerweise 4 Satelliten und 8 Frequenzen mit einer Basisbandkanalanzahl von 135. Dies führt im Vergleich zu Vollbandsystemen zu einer weniger effizienten Signalverarbeitung und geringerer Genauigkeit.
3. Langsamere Datenkonvergenz : Dualband-RTK-Systeme arbeiten mit einer Bildwiederholfrequenz von 5 Hz, was bedeutet, dass ihre Signale seltener aktualisiert werden. Dies führt zu einer langsameren Konvergenz der Positionsdaten, was zu möglichen Verzögerungen und Abweichungen zwischen dem tatsächlichen Standort und der angezeigten Position führen kann.
4. Erhöhte Latenz : Aufgrund der langsameren Bildwiederholrate kann es bei Dualband-Systemen zu Verzögerungen oder Abweichungen bei den Positionsdaten kommen, wodurch das System fehleranfällig wird, insbesondere in dynamischen Umgebungen, in denen Präzision von entscheidender Bedeutung ist.

Wie die RTK-Technologie den Genie auszeichnet

Bei ANTHBOT haben wir ein Full-Band-RTK -System in unsere Rasenmäher der Genie-Serie integriert und heben sie damit von Wettbewerbern ab, die auf Dualband-RTK-Technologie setzen. Hier sind die wichtigsten Vorteile der Full-Band-RTK-Technologie in unseren Genie-Modellen:

1. Einfachere Signalerfassung : Vollband-RTK-Systeme können Signale über ein breiteres Spektrum von Satellitensystemen erfassen. Dies bietet mehr Flexibilität bei der Wahl des Installationsorts für die Basisstation und ermöglicht eine bessere Abdeckung auch in anspruchsvollen Umgebungen.
2. Höhere Präzision und Echtzeitleistung : Die Full-Band-RTK-Technologie sorgt für präzisere Positionsdaten in Echtzeit. Dadurch kann der Mäher präziser navigieren, Probleme wie Grenzverletzungen vermeiden und sicherstellen, dass die angezeigte Position mit minimaler Verzögerung dem tatsächlichen Standort entspricht.

Praxistests: Genie vs. Konkurrent N

Um die praktischen Vorteile von Full-Band-RTK hervorzuheben, haben wir eine Reihe von Tests durchgeführt. Dabei haben wir unseren Genie-Mäher mit Full-Band-RTK mit einem Konkurrenzmodell (N) verglichen, das ein Dual-Band-RTK-System nutzt. Diese Tests wurden in verschiedenen gängigen Mähumgebungen durchgeführt:

• Unter Bäumen
• Unter Dachtraufen
• Regnerische/bewölkte Tage
• Regen-/Bewölkte Tage mit Dachtraufen
• Regen-/Bewölkte Tage mit Bäumen

Genie funktionierte in allen Testszenarien einwandfrei und gewährleistete eine präzise Echtzeitnavigation ohne nennenswerte Abweichungen oder Grenzverletzungen.

Konkurrent N hingegen hatte häufig Probleme mit Signalverlust, Positionsabweichungen und sogar Betriebsausfällen. In einigen Tests dauerte es bis zu 10–15 Minuten, bis sich der Mäher erholte, oder er funktionierte gar nicht mehr. Diese Abweichungen sind hauptsächlich auf die Einschränkungen der Dualband-RTK-Technologie zurückzuführen, die in komplexen Umgebungen Probleme bereitet.

Erfahren Sie mehr über die Installation des Genie RTK-Systems.

RTK in anderen Branchen

RTK ist zwar weithin für seine Anwendung beim autonomen Mähen anerkannt, wurde jedoch auch in mehreren anderen Bereichen erfolgreich implementiert, beispielsweise:

• Landwirtschaft : RTK wird in der Präzisionslandwirtschaft zur Steuerung von Traktoren und anderen landwirtschaftlichen Geräten eingesetzt und gewährleistet, dass Aussaat, Düngung und Ernte mit hoher Genauigkeit erfolgen, wodurch der Ernteertrag verbessert und Abfall reduziert wird.
• Vermessung und Kartierung : RTK bietet die hohe Präzision, die für die Landvermessung, topografische Kartierung und Bauplanung erforderlich ist.
• Autonome Fahrzeuge : RTK ist für autonome Autos, Drohnen und andere Robotersysteme unverzichtbar und bietet präzise Navigation für einen sicheren und effizienten Betrieb in dynamischen Umgebungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die RTK-Technologie ein Schlüsselfaktor für die Leistungssteigerung von Mährobotern ist und eine präzise Echtzeit-Positionierung ermöglicht. Vollband-RTK-Systeme, wie die des ANTHBOT Genie , bieten eine schnellere Signalerfassung und höhere Genauigkeit im Vergleich zu Dualband-Systemen. Dies führt zu höherer Zuverlässigkeit und gleichmäßigerer Leistung, selbst in anspruchsvollen Umgebungen. Mit dem Vollband-RTK von Genie können Anwender ein konsistentes und effizientes Mäherlebnis erwarten, was ihn zu einer herausragenden Wahl auf dem Markt macht.