Mähroboter chaotisches Mähen
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So funktioniert das Zufallsprinzip beim Mähroboter

Die meisten Mähroboter mähen deinen Garten nach einem Zufallsprinzip. Sie fahren kreuz und quer durch deinen Garten, so lange bis sie jeden Fleck einmal erwischt haben, ähnlich einem Schaf, das deinen Garten abgrast. Was steckt hinter diesem Prinzip? Und ist das wirklich alles Zufall?

Wie funktioniert das Zufallsprinzip beim Mähroboter? Beim Mähen nach Zufall fährt der Mähroboter immer so lange geradeaus, bis er auf ein Hindernis oder den Begrenzungsdraht trifft. Während Hindernisse versucht werden zu umfahren, erfolgt am Begrenzungskabel eine Kehrtwende, wobei ein komplexer Algorithmus durch eine Mischung aus Zufall und Statistik bestimmt, um wie viel Grad der Mähroboter sich dreht.

Also ist das kompletter Zufall oder nicht, wie der Mähroboter durch den Garten fährt? Wie kann er denn überhaupt sicherstellen, dass er jeden Punkt einmal erwischt hat? Und gibt es noch andere Techniken als das „Chaosprinzip“?  Ich habe mir hier mal die Mühe gemacht, etwas Licht ins Dunkel zu bringen.

Wie funktioniert das zufällige Mähen und ist das wirklich kompletter Zufall?

Beim Mähen nach Zufall fährt der Mähroboter in einem scheinbar chaotischen Muster durch deinen Garten. Frei nach dem Motto: Wenn ich kreuz und quer überall lang fahre, werde ich schon jeden Fleck erwischen. Der Mähroboter fährt dabei einfach immer so lange gerade aus, bis er an ein Hindernis stößt, das er dann versucht zu umfahren, oder am Begrenzungskabel angelangt ist.

Dort macht er dann eine Kehrtwende und fährt in eine andere Richtung weiter geradeaus, so lange bis er erneut auf ein Hindernis oder das Begrenzungskabel trifft, oder er merkt, dass ihm der Saft ausgeht und er zurück zur Ladestation muss.

Die Problematik beim chaotischen Mähen

Allerdings hat dieses chaotische Mähprinzip ein Problem: Bestimmte Bereiche werden häufiger überfahren und andere seltener. In einem quadratischen Garten kannst du dir das sicher gut vorstellen. Die Bereiche in der Mitte werden sehr häufig überfahren, während jeder einzelne Punkt nahe am Rand seltener überfahren wird, da die Wahrscheinlichkeit einfach kleiner ist, dass der Mähroboter dort hingelangt.

Und wenn du dir dann einen sehr verwinkelten Garten vorstellst, mit längeren Korridoren und schmalen Ecken, kannst du dir sicher vorstellen, dass diese Stellen noch seltener angefahren werden.

Außerdem ist es natürlich nicht gut, wenn eine bestimmte Stelle wirklich dauerhaft überfahren wird. Irgendwann wird das auch Spuren hinterlassen, wenn da ständig so ein Mähroboter mit seinen Rädern drüber rollert.

Das bestimmte Stellen mehrfach überfahren werden, ist allerdings ein Problem, das bis zu einem gewissen Grad gar keines ist. Denn gerade dadurch, dass der Rasen mehrfach aus unterschiedlichen Richtungen innerhalb kurzer Zeit gemäht wird, anstatt immer aus der gleichen, erhält er ein besseres Schnittbild und es entstehen keine Streifen auf dem Rasen.

Der Mähroboter mäht chaotisch mit System

Vor allen Dingen ist es aber so, dass der Mähroboter nicht wirklich komplett nach Zufall mäht. Die Software des Mähroboters verfügt über einen Algorithmus, der mithilfe von Statistiken ein ideales, optimiertes Zufallsprinzip errechnet. Dieses steuert dann z. B., um wie viel Grad sich der Mähroboter jedes Mal am Begrenzungskabel dreht.

Damit soll versucht werden, das obige Problem zu reduzieren. Der Mähroboter soll ja am besten jede Stelle des Rasens gleich oft und aus verschiedenen Richtungen überfahren.

Die Software kann dabei auf zusätzliche Informationen zurückgreifen, die sie aus verschiedenen Sensoren gewinnt. Nicht nur die Stoßsensoren des Mähroboters und der Sensor zur Registrierung helfen ihm dabei, sondern auch ein Kompass, ein Neigungssensor, sowie ein Zähler der die Radumdrehungen zählt.

Die Software die die Hersteller verwenden ist natürlich von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich und mal mehr mal weniger gut ausgereift. Das Ziel ist es aber immer, den Mähroboter so „per Zufall“ zu steuern, dass er den Rasen wirklich gleichmäßig mäht, alle Stellen erreicht, sie aus unterschiedlichen Richtungen kommend mäht und dabei aber vermeidet, die selbe Stelle zu oft zu mähen.

Bei allen Mährobotern funktioniert dieses System relativ gut. In einem nicht all zu komplexen Garten erreicht der Mähroboter auf diese Weise jede Stelle und erzeugt ein ziemlich gleichmäßiges Schnittbild auf der gesamten Fläche.

Bei komplexeren Gärten mit vielen engen Winkeln, längeren Korridoren oder gar verschiedenen Flächen, die nur über schmale Durchgänge verbunden sind, stößt es allerdings ein seine Grenzen. Daher verwenden einige Mähroboter noch diverse weiterer Techniken zur Orientierung.

Weitere Techniken die den Mähroboter beim Zufallsmähen unterstützen

Neben Kompass, Stoßsensor, Neigungssensor und Radumdrehungszähler verwenden Mähroboter oft noch weitere Techniken, um sich in Gärten zu orientieren, die ihnen besonders dann helfen, wenn der Garten recht komplex ist. Diese sind z. B.:

  • Suchkabel
  • Fernstartpunkte
  • GPS-Navigation
  • Spiralschnitt/Spot Cutting
  • Automatische Passagenerkennung
  • Artificial Intelligence Algorithm (AIA)

Suchkabel

Einige Mähroboter verfügen über ein sogenanntes Suchkabel, das ganz ähnlich dem Begrenzungskabel funktioniert, allerdings nicht außen um den Rasen verläuft, sondern mittig durch die Rasenfläche verlegt wird. Dieses Suchkabel dient dem Mähroboter zusätzlich zur Orientierung.

Er kann damit nicht nur schneller zur Ladestation finden, als wenn er über das Begrenzungskabel zurückfahren würde, sondern auf diesem Suchkabel lassen sich oftmals auch Fernstartpunkte einrichten, mit denen gezielt bestimmte Punkte auf dem Kabel angesteuert werden können.

Fernstartpunkte

Fernstartpunkte sind bestimmte Punkte, die von dir auf dem Begrenzungskabel oder dem Suchkabel festgelegt werden können. Dabei gibst du eine Entfernung in Metern an, die der Mähroboter von der Ladestation aus dem Kabel folgen muss, bis er am Fernstartpunkt angekommen ist. Von dort aus fängt er dann an zu mähen.

Diese Fernstartpunkte sind besonders nützlich, wenn du mehrere Flächen hast, die miteinander über eine Engstelle oder einen schmalen Korridor miteinander verbunden sind. Du kannst den Mähroboter dann so programmieren, dass er beim losfahren von der Ladestation mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit erst mal zum Fernstartpunkt fährt und dann von dort aus anfängt zu mähen. Sehr nützlich für komplexe Gärten!

GPS-Navigation

Manche Mähroboter sind zusätzlich mit GPS ausgestattet und können dieses für ihre Navigation nutzen. Sie nutzen es jedoch nicht direkt zur Navigation, sondern indirekt. Das funktioniert so: Während der ersten Tage fährt der Mähroboter nach Zufall und mithilfe des Begrenzungskabels oder Suchkabels in deinem Garten umher. Während dieser Zeit erstellt er mithilfe seiner GPS-Koordinaten eine digitale Karte von deinem Garten.

Nach einigen Tagen nutzt er die digitale Karte dann, um seinen Mähplan zu organisieren. Er vermerkt auf der Karte, wann er wo das letzte Mal gemäht hat, sowie wie schnell das Gras an verschiedenen Stellen derzeit wächst (siehe Wettertimer) und kann so selbst entscheiden, ob er ein bestimmtes Areal in deinem Garten anfahren sollte, weil dort vermutlich das Gras dort mittlerweile wieder einen Schnitt verpasst kriegen müsste.

Wettertimer/Wachstumssensor

Der Wachstumssensor oder auch Wettertimer ist ein spezieller Widerstandssensor, der am Mähwerk angebracht ist. Er misst den Widerstand beim Mähen und kann so feststellen, wie lang das Gras aktuell ist. Ist der Widerstand größer, ist das Gras länger. Dadurch kann er dann errechnen, wie schnell das Gras aktuelle wächst und seinen Mähplan entsprechend anpassen oder den Spiralschnitt starten.

Spiralschnitt/Spot Cutting

Stellt der Mähroboter mithilfe des Wettertimer fest, dass das Gras an einer bestimmten Stelle schon deutlich zu lang geworden ist, kann er dort automatisch den Spiralschnitt starten. Dabei fährt er von dem Punkt aus, an dem er sich gerade befindet, in Form einer Spirale nach außen und mäht in dieser Spirale den kompletten Rasen.

Mit dieser Technik soll der Mähroboter in der Lage sein, bestimmte Stellen die zu lange nicht gemäht wurden, gezielt zu mähen, damit diese möglichst schnell wieder vollständig gemäht sind, anstatt es dem Zufallsprinzip zu überlassen. Bei GARDENA nennt sich dieses System Spot Cutting.

Artificial Intelligence Algorithm (AIA)

WORX Landroid Mähroboter verfügen über eine spezielle Software, den sogenannten Artificial Intelligence Algorithm (AIA), der das Zufallsmähen noch etwas optimiert. Dabei kann der Mähroboter zum einen an den Kanten mehr Zeit einsparen, indem er nicht wie andere Mähroboter, am Begrenzungskabel stehen bleibt, zurücksetzt und wendet, sondern in einer fließenden Bewegung die Richtung ändert.

Außerdem optimiert die Software noch weiter das Zufallsprinzip, so dass der Mähroboter die Fläche möglichst gleichmäßig mäht. Zudem können Mähroboter mit AIA-Technologie besser durch enge Passagen navigieren.

Gibt es eine Alternative zum chaotischen Mähen?

Ja, es gibt auch eine Alternative zum chaotischen Mähen. Manche Mähroboter mähen nämlich nach einem geordneten System entlang von Bahnen. Hierfür sind vor allen Dingen die Mähroboter von Bosch bekannt.

Vor ihrem ersten Einsatz fahren sie einmal um die komplette Rasenfläche herum und „vermessen“ den Garten. Mit der Karte die sie dann vom Garten haben erstellen sie dann einen Plan, nachdem sie den Garten mähen. Dabei wird der Garten in mehrere Dreiecke aufgeteilt, die der Mähroboter dann systematisch abfährt.

Nach jedem Mähdurchgang wird der Winkel dieser Dreiecke verändert, damit auch hier der Mähroboter den Rasen aus unterschiedlichen Winkeln mäht und keine Spuren hinterlässt.

Möchtest du mehr über die Unterschiede der beiden Systeme, zufälliges Mähen und systematisches Mähen erfahren, oder möchtest wissen, welches System das bessere ist? Hier erfährst du es.

Wenn du noch mehr noch mehr Informationen über verschiedene Navigations-Techniken von Mähroboter haben willst, dann ist dieser Artikel genau das richtige für dich.

Verwandte Fragen

Wie funktionieren Mähroboter ohne Begrenzungskabel? Mähroboter ohne Begrenzungskabel funktionieren grundlegend anders als andere Mähroboter. Sie mähen den Rasen auch per Zufall, jedoch registrieren sie das Ende der Rasenfläche lediglich durch einen Rasensensor. Oftmals sind auch Stoßsensoren vorhanden. Das Begrenzungssystem mit Rasensensor ist allerdings nicht so zuverlässig wie jenes mit Begrenzungskabel.

Über den Autor
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Matthias Müller ist einer der Gründer dieses Blogs. Er beschäftigt sich leidenschaftlich gern mit allen Themen rund um Automatisierung, Robotik und Zukunftstechnologien. Gleichzeitig ist er ein großer Naturliebhaber und daher fasziniert von dem ungewöhnlichen Zusammenspiel aus Robotern und Natur.

April 18, 2019

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