Autonomous lawnmower/ Automatisk gräsklippare

Abstract

Sammanfattning De senaste åren har det skett ett alltmer övergående skifte från naturgräsplaner till konstgräsplaner inom bland annat fotboll. Anledningen är att konstgräsplaner kräver mindre manuellt underhåll och minskar därmed kostnaderna för kommuner. Däremot medför skiftet även negativa konsekvenser på exempelvis miljön, då mikroplaster som granulat sprids i naturen. För att minska underhållskostnaderna och därmed motverka skiftet, är syftet med det här arbetet att utveckla och styra en kritmekanism, som kan integreras med en autonom gräsklippare, för autonom kritning av linjerna på en fotbollsplan. För att uppnå autonom kritning krävs att gräsklipparen kan styras så att linjerna inte blir krokiga eller sneda samt att en kritmekanism, som kan krita linjerna på rätt ställe och med rätt bredd, behöver utvecklas. För att möjliggöra detta, delades arbetet upp i två huvudmål, linjeföljning och kritmekanism. För linjeföljningen har en modellbaserad metodik applicerats där bland annat modellering, simulering och implementering har behandlats. Utvecklingen av kritmekanismen följer en produktutvecklingsmetodik där delar som idégenerering, beslutsmatriser och prototyptillverkning har genomförts. Från linjeföljningens metodik blev resultatet att via kombinering av odometrins höga uppdateringfrekvens med RTK-mottagarens höga precision genom ett Extended Kalmanfilter lyckades ett system tas fram som möjliggjorde för gräsklipparen att följa referenslinjer. Detta både i simulering och i verkligheten, med en maximal avvikelse på 7 centimeter över en rak sträcka på 50 meter. Däremot med mer varierande precision för mer komplexa geometrier som cirklar och geometrier med skarpa svängar. Resultatet av produktutvecklingen blev en kritmekanism som kunde applicera färg på rätt ställe och med rätt bredd. Vidare resulterade metodiken i ett förslag på hur en tänkt slutprodukt skulle kunna se ut. Slutsatserna av arbetet är att många av de väsentliga delar som krävs för att möjliggöra autonom kritning av linjer fungerar, men på grund av för låg hastighet på gräsklipparen i kombination med ett för högt flöde av färg från ritmekanismen uppfylls inte huvudmålet med att krita linjerna till en hel fotbollsplan. Vidare arbete med att förfina styrningen av gräsklipparen samt minska flödet av färg från kritmekanismen behövs för att uppfylla projektets mål.