Wie navigieren eigentlich Mähroboter?

Hast du schon mal einen Mähroboter bei der Arbeit beobachtet und dich gefragt, wie diese Teile eigentlich navigieren? Woher wissen Mähroboter, wo sie noch mähen müssen und wo nicht? Und woher wissen sie, wo sie überhaupt mähen dürfen? Und wie finden sie zurück zur Ladestation? All diese Fragen möchte ich in diesem Artikel klären.

Wie navigieren Mähroboter? Mährobotern Sensoren und Techniken zur Verfügung, um sich in einem Garten zurecht zu finden. Die Ausstattung ist dabei auch vom Modell abhängig. Beinahe jeder Mähroboter verfügt allerdings über Stoßsensoren und über spezielle magnetische Sensoren, mit denen sie das Begrenzungskabel wahrnehmen können, welches den Mähbereich begrenzt.

Doch es gibt noch eine Vielzahl an weiteren Funktionen, mit denen ein Mähroboter ausgestattet sein kann, um sich in deinem Garten zurecht zu finden. Je komplexer der Garten, desto ausgetüftelter müssen dabei diese Techniken sein und desto teurer wird dabei auch meist das Modell.

Das ganze Thema kann sehr komplex werden, um dich aber nicht direkt mit dem krassesten Technikkram zu bombardieren, fangen wir mit den einfachen Sachen an und gehen dann immer mehr in die „speziellen“ Bereiche, wie z. B. Navigation per GPS oder Dingen wie dem „Artificial Intelligence Algorithm“.


Grundprinzipien

In diesem ersten Teil des Artikels gehe ich erst mal auf einige sehr verbreitete Grundprinzipien ein, die bei beinahe allen Mährobotern vorhanden sind. Am späteren Teil Fortgeschrittene Techniken wirst du dann mehr über speziellere Techniken erfahren, die Mähroboter einsetzen und nur bei bestimmten Modellen vorhanden sind.

So navigieren alle Mähroboter

Stoßsensoren verhindern Kollisionen

So gut wie alle Mähroboter sind mit Stoßsensoren ausgestattet, damit der Mähroboter Hindernissen ausweichen kann. Das funktioniert so: Das Gehäuseoberteil ist beweglich gelagert, wenn der Mähroboter damit also wo gegen fährt, verschiebt es sich leicht.

An der Innenseite befinden sich zwischen diesem äußeren Gehäuse und dem Innenleben des Mähroboters Stoßsensoren, die bei einer Bewegung des äußeren Gehäuses ausgelöst werden.

Bekommt der Mähroboter also von einem dieser Sensoren die Meldung, dass er gegen ein Hindernis gestoßen ist, bleibt er erst mal stehen, setzt dann zurück und dreht sich auf seiner Position in eine andere Richtung.

Beim Drehen bewegen sich seine Räder in gegensätzliche Richtungen, er dreht also wirklich auf seiner Position und braucht keinen „Rangierradius“. Danach fährt er dann in die neu gewählte Richtung. Den Winkel um den er sich dreht, wählt er – je nach System – mehr oder weniger per Zufall.

Mähen per Zufall: Die verbreitetste Technik

Die aller meisten Mähroboter mähen nach dem Zufallsprinzip. Dabei fahren sie beim Mähen einfach immer weiter geradeaus, bis sie auf ein Hindernis treffen. Entweder ist das ein tatsächlicher Hindernis, wie z. B. ein Baum oder eine Mauer, an das sie mit ihrem Stoßsensor stoßen, oder sie treffen auf das Begrenzungskabel (dazu später mehr).

Mähroboter chaotisches Mähen
Mähen per Zufall

An dem Punkt an dem sie nicht mehr weiterkommen, weil sie auf das Hindernis getroffen sind, bleiben sie dann stehen, setzen kurz zurück, drehen in eine zufällig gewählte Richtung ab und fahren weiter. Das Ganze Funktioniert also wie ein Ping-Pong, der im Garten hin und her titscht.

Wenn der Mähroboter lange genug fährt, hat er nach einiger Zeit dann wirklich jeden einzelnen Punkt auf dem Rasen erwischt. Natürlich überfährt er manche Stellen nach diesem System auch mehrfach, weil er ja nicht genau weiß, wo er sich befindet und wo er schon gewesen ist.

Das Zufallsprinzip ist einfach und Effektiv

Es handelt sich hierbei also um ein sehr einfaches Prinzip, das durch verschiedene andere Systeme ergänzt werden kann, wie wir später noch sehen werden. Damit kann er nicht super komplexe Gärten mähen, weil die Wahrscheinlichkeit, dass der Mähroboter irgendwann mal durch eine sehr enge Passage in einen anderen Bereich findet, einfach zu klein ist.

Dafür gibt es dann andere Systeme, die dem Mähroboter zusätzlich bei er Navigation helfen, wie du weiter unten im Artikel lesen wirst. Trotzdem ist dieses System nicht schlecht. Es führt nämlich dazu, dass der Mähroboter dieselbe Stelle des Rasens aus unterschiedlichen Richtungen mäht und er außerdem nicht immer dieselbe Fährt langfährt.

Dadurch, dass das Gras so aus verschiedenen Winkeln geschnitten wird, sieht das Schnittbild besser aus, als wenn der Rasen nur einmal wie beim gewöhnlichen Mähen mit dem Rasenmäher aus einer Richtung gemäht wird. Außerdem bilden sich langfristig keine Spuren, da der Mähroboter eben immer ganz unterschiedliche Wege fährt.

Das Zufallsprinzip hat ein System

Trotzdem denkst du sicherlich, dass es doch ein bisschen ineffizient ist, wenn der Mähroboter wirklich nur völlig nach Zufall durch die Gegend gurkt. Tatsächlich ist es kein reiner Zufall, sondern in den Mährobotern steckt eine Software, die einen Algorithmus enthält, welcher dieses Zufallsmähen optimiert.

Mittels Statistiken wird ein ideales und optimiertes Zufallsmuster errechnet. Der Zufallswinkel den der Mähroboter an jedem Hindernis einschlägt, wird also teilweise kalkuliert, enthält aber einen gewissen Zufallsfaktor. Der gewählte Zufallswinkel wird also innerhalb eines bestimmten möglichen Wertebereichs gewählt, der als sinnvoll erscheint.

Wie gut und komplex dieser Algorithmus ist, ist natürlich von Hersteller zu Hersteller, Modell zu Modell und Softwareupdate zu Softwareupdate verschieden. Manche Hersteller werben sogar damit, eine besonders ausgereifte „Zufallssoftware“ zu haben, wie beispielsweise der Artificial Intelligence Algorithm von WORX (mehr dazu weiter unten).

Hier kannst du übrigens mehr darüber lesen, wie das Zufallssystem beim Mähroboter funktioniert.

Mähen per System: Manche Mähroboter gehen andere Wege

Nicht alle Mähroboter mähen jedoch nach diesem Zufallsprinzip. Es gibt auch Mähroboter die deinen Garten nach einem bestimmten Muster systematisch abfahren. Diese Mähroboter vermessen deinen Garten bei ihrem ersten Einsatz, indem sie einmal außen am Rand entlang fahren, erstellen eine digitale Karte deines Gartens und überlegen sich dann, nach welcher Route sie diese Fläche am effizientesten abfahren.

Mähroboter systematisches Mähen
Mähen mit System

Die einzigen Mähroboter die mit dieser Technik derzeit arbeiten sind Mähroboter von BOSCH. Das System das sich dahinter verbirgt nennt sich Logicut. Mähroboter die mit diesem System arbeiten, teilen die Fläche, nachdem sie eine digitale Karte des Gartens angefertigt haben, in große dreieckige Abschnitte ein.

Diese Dreiecke werden dann Bahn für Bahn abgefahren. Das System wird damit beworben, dass der Mähroboter schneller mit dem Mähen fertig wird, da er keine unnötige Zeit damit vergeudet, die selbe Stelle mehrfach zu mähen. Und ganz nebenbei soll der Mähroboter so auch weniger Energie verbrauchen.

Wenn du mehr über Mähroboter erfahren möchtest, die in Bahnen fahren, dann solltest du diesen Artikel von mir lesen.

Ist mähen per Zufall oder mähen per System besser?

Es ist gar nicht so einfach zu sagen, welches System besser ist. Ich denke es hängt wohl viel von den persönlichen Präferenzen ab und dem „Mähroboter Glaubenssatz“. Siehst du den Mähroboter eher als automatischen Rasenmäher an, der möglichst schnell mit seiner Arbeit fertig sein soll, weil du nicht willst, dass er ständig auf deinem Rasen rumfährt, dann ist das Logicut-System vielleicht interessanter für dich.

Mähroboter systematisches versus chaotisches Mähen
Mähen per Zufall oder nach System – was ist besser?

Wenn du hingegen eher den Gedanken nachvollziehen kannst, dass Mähroboter nicht einfach nur automatische Rasenmäher sind, sondern eher Rasenpflegeroboter, die den Rasen rund um die Uhr versorgen, da sie weitaus mehr tun als nur den Rasen zu mähen, dann gehörst du vielleicht eher der „Zufallsmäh-Fraktion“ an.

Darüber welches System jetzt besser ist, kann man sich wirklich lange streiten und es wird sich auch tatsächlich in diversen Foren drüber gestritten. Wenn du mehr über diesen „Glaubenskrieg“ erfahren möchtest, hier gehe ich noch genauer auf das Thema ein.

Ich persönlich finde das Zufallssystem besser und halte es für sinnvoller, finde es aber grundsätzlich gut, dass beide Systeme angeboten werden und dir so die Wahl bleibt.

Mähroboter mit Begrenzungskabel kurz erklärt

Begrenzungskabel und magnetische Sensoren halten den Mähroboter im Arbeitsbereich

Doch woher weiß der Mähroboter, egal ob er nun per Zufall oder per System mäht, wo er überhaupt mähen darf und wo nicht? Wie wird verhindert, dass der Mähroboter nicht einfach ins Blumenbeet fährt, oder sonst irgendwo hin?

Dafür gibt es das sogenannten Begrenzungskabel, mit dem die allermeisten Mähroboter ausgestattet sind. Das ist ein Kabel, welches du einmal komplett um die gesamte Mähfläche legst.

Es kann dabei einfach oberirdisch verlegt werden und mit speziellen Haben befestigt werden – nach einer Weile wächst es in die Grasnarbe ein – oder auch unterirdisch verlegt werden, in etwa 5 bis maximal 20 cm Tiefe (max. Tiefe ist Modellabhängig).

Die Technik hinter dem Begrenzungskabel

Durch dieses Kabel verläuft ein schwacher Strom, der von der Ladestation des Mähroboters ausgeht. Dort wird der Anfang und das Ende des Kabels nämlich angeschlossen. Die Ladestation selbst ist an den Hausstrom angeschlossen und versorgt sowohl das Begrenzungskabel als auch den Mähroboter mit Strom.

Strom der durch einen Leiter fließt, erzeugt ein magnetisches Feld. Vielleicht kennst du noch die Rechte-Hand-Regel aus dem Phsyikunterricht? Fasst du mit der rechten Hand um den Leiter, so dass dein Daumen in die Fließrichtung des Stroms zeigt, zeigen die anderen Finger in Richtung der magnetischen Feldlinien vom Nord- zum Südpol.

Rechte-Hand-Regel
Die „Rechte-Hand-Regel“ zeigt dir die Richtung des Magnetfeldes an

Auf der nach innen gewandten Seite des Kabels misst der Mähroboter dadurch mit speziellen magnetischen Sensoren „unter“ sich einen Südpol und „über“ sich einen Nordpol. Sobald er das Kabel überschreitet, kehrt sich dieser Effekt um. Dadurch weiß er, dass er die Grenze überschritten hat und kehrt um.

Auch Inseln sind möglich

Du kannst mit dem Begrenzungskabel auch Inseln anlegen, z. B. wenn du ein Blumenbeet oder einen Baum ausgrenzen willst. Das außen umlaufende Begrenzungskabel wird dann einfach an einer Stelle in Richtung Insel abgezweigt, zur Insel geführt, einmal um die Insel geführt und parallel zum hinführenden Kabel wieder nach außen zurückgeführt.

Dadurch, dass die Kabel parallel laufen, heben sich ihre Magnetfelder auf und der Mähroboter kann an dieser Stelle (also der Verbindung zwischen Insel und äußerem Begrenzungskabel) über das Kabel fahren.

Hier erkläre ich noch genauer, wie du mit dem Begrenzungskabel Inseln anlegst.

Das Begrenzungskabel dient auch als Navigationshilfe

Das Begrenzungskabel begrenzt übrigens nicht nur die Mähfläche des Rasens, sondern der Mähroboter kann es auch als Navigationshilfe nutzen. Wenn sich sein Akku beispielsweise dem Ende zuneigt und er zurück zur Ladestation kehren will, fährt er einfach so lange geradeaus, bis er auf das Begrenzungskabel trifft. Das ist eigentlich immer sehr schnell der Fall.

Da das Begrenzungskabel an der Ladestation angeschlossen ist, kann er dann einfach dem Kabel so lange folgen, bis er an der Ladestation angekommen ist. So findet er sie viel schneller als wenn er sie „per Zufall“ sucht. Übrigens können manche Mähroboter über das Begrenzungskabel auch bestimmte Punkte ansteuern, an denen gemäht werden soll. Diese Funktion nennt sich „Fernstartpunkt“ oder „Multizonenfunktion“. Doch dazu später mehr.

Wenn du noch mehr darüber erfahren willst, wie das Begrenzungskabel genau funktioniert, schaue dir diesen Artikel von mir zu diesem Thema an.

Mähroboter mit zusätzlichem Suchkabel

Das Begrenzungskabel als Navigationshilfe zu nutzen ist nicht optimal

Manche Mähroboter die ein Begrenzungskabel haben, haben außerdem ein zusätzliches Suchkabel. Anders als das Begrenzungskabel verläuft das Suchkabel nicht außen um den Garten, sondern quer mitten durch. Das Suchkabel soll die Navigation im Garten noch weiter verbessern.

Gerade habe ich ja schon beschrieben, dass der Mähroboter über das Begrenzungskabel zurück zur Ladestation finden kann. Außerdem kann er Fernstartpunkte auf dem Begrenzungskabel ansteuern, um z. B. auch entfernte Flächen, die nur über einen schmalen Weg mit der Hauptfläche verbunden sind, anzusteuern.

Dieses System hat aber ein Problem. Wenn der äußere Rand deiner Rasenfläche nicht gerade verläuft, sondern sehr geschwungen und kompliziert ist, mit vielen Ecken, Winkeln und „Halbinseln“ die in die Fläche ragen, dann braucht der Mähroboter sehr lange für diesen Weg.

Das Suchkabel verkürzt Wege

Es wäre doch viel besser, wenn der Mähroboter, anstatt diese ganzen „Serpentinen“ zu fahren, auf geradem Wege und so schnell wie möglich zum Ziel fährt. Und genau dafür ist das Suchkabel da. Diese verläuft eben genau mittig durch den Garten. Wenn der Mähroboter zurück zur Ladestation fahren möchte, fährt er dann so lange rum, bis er das Suchkabel findet. Diese führt ihn dann auf einem weniger komplizierten Weg zurück zur Ladestation.

Mähroboter mit Suchkabel in komplexem Garten
In diesem Garten wird der Nutzen von Suchkabel deutlich. Der Rückweg zur Ladestation wird deutlich kürzer.

Bei den meisten Mähroboter die ein Suchkabel haben kannst du einstellen, dass der Mähroboter z. B. erst 15 Minuten nach dem Suchkabel suchen soll und erst dann, wenn er in dieser Zeit nicht erfolgreich war, auf das Begrenzungskabel ausweichen soll und mit diesem nach Hause finden soll.

Auch auf dem Suchkabel lassen sich übrigens Fernstartpunkte definieren, um entfernte Flächen anzusteuern. Z. B. wenn dein Mähroboter den Vorgarten und den hinteren Garten mähen soll und die beiden Flächen über einen schmalen Weg verbunden sind, ist diese Funktion nützlich. Es gibt Mähroboter mit mehreren Suchkabeln. Alles weitere zum Thema Suchkabel findest du hier.

Mähroboter ohne Begrenzungskabel kurz erklärt

Wie navigieren Mähroboter ohne Begrenzungskabel?

Es gibt auch Mähroboter die sich ganz anders auf dem Rasen zurechtfinden und gar kein Begrenzungskabel verwenden. Mähroboter ohne Begrenzungskabel verwenden stattdessen einen sogenannten Rasensensor, auch kapazitiver Sensor genannt.

Dieser Sensor der vorne an der Unterseite des Mähroboters angebracht ist, erkennt wo Rasen ist und wo er aufhört. Kleine Zylinder reagieren auf Berührung durch den Rasen, der Sensor merkt also, wenn er über den Rasen streift und signalisiert dem Mähroboter „alles in Ordnung, du bist noch auf der Rasenfläche“.

Die Vor- und Nachteile von Mährobotern ohne Begrenzungskabel

Dieses System hat den Vorteil, dass du kein Begrenzungskabel installieren musst. Dadurch fällt zum einen der Installationsaufwand weg, zum anderen kannst du den Mähroboter flexibel auf jeder X-beliebigen Fläche einsetzen.

Es gibt allerdings auch einige Nachteile: Das System ist leider nicht super zuverlässig. Hast du z. B. einen ebenerdigen Pool im Garten, ist es viel zu gefährlich für den Mähroboter, diesen unbeaufsichtigt mähen zu lassen. Im Herbst können Blätter auf dem Boden den Sensor irritieren. Außerdem kann der Mähroboter nicht wissen, wo dein Rasen aufhört und der des Nachbarn anfängt.

Wenn du mehr über die Vor- und Nachteile beider Systeme, also von Mähroboter mit und Mähroboter ohne Begrenzungskabel, erfahren möchtest, habe ich in diesem Artikel beide System ausführlich miteinander verglichen.

Die Rückkehr zur Ladestation

Die Ladestation lädt den Mähroboter in seinen Pausen wieder auf

Die meisten Mähroboter verfügen über eine Ladestation. Zu dieser kehren sie immer wieder zurück, wenn der Ladestand ihres Akkus sich dem Ende zuneigt. Doch finden Mähroboter ihre Basis immer zuverlässig? Und wie machen sie das?

Verschiedene Systeme helfen dem Mähroboter dabei, zurück zur Ladestation zu navigieren. Einige habe ich oben schon erwähnt. Hier erkläre ich dir noch mal alle Techniken, wie er die Ladestation findet.

Es gibt nur sehr wenige Mähroboter ohne Begrenzungskabel, die eine Ladestation haben, daher gehe ich auf diese an dieser Stelle nicht ein. Du findest diese ganz unten unter Navigation mit DGPS.

Mit diesen Techniken findet der Mähroboter die Ladestation

Sobald der Ladestand des Akkus ein kritisches Niveau erreicht, begibt sich der Mähroboter auf die Suche nach der Ladestation. Er geht dann in den „Suchmodus“. Bei den meisten Modellen schaltet er in diesem Modus sein Mähwerk aus.

Im Suchmodus nutzt der Mähroboter eine von drei Methoden, um die Ladestation zu finden:

  • Per Zufallsmodus
  • Per Begrenzungskabel
  • Per Suchkabel (falls vorhanden)

Gleichzeitig hat die Ladestation zwei Funksignale, mit der sie dem Mähroboter ähnlich wie ein Leuchtturm signalisiert, dass er in der Nähe der Ladestation angelangt ist und er quasi nur noch in Richtung des Signals fahren muss.

  • Das Nahsignal
  • Das Fernsignal

Ich erkläre die verschiedenen Modi und Techniken hier nur ganz kurz. Näheres kannst du hier nachlesen.

  • Im Zufallsmodus fährt der Mähroboter einfach weiter per Zufall umher, bis er in die Reichweite des Fernsignals kommt und folgt dann dem Fernsignal. Irgendwann gelangt er dann in die Reichweite des Nahsignals, das ihm dabei hilft, sehr genau in die Ladestation einzuparken.
  • Bei der Suche per Begrenzungskabel sucht der Mähroboter nach dem Begrenzungskabel. Diese Suche gestaltet sich meist sehr einfach, da er einfach nur geradeaus fahren muss, bis er auf das Kabel trifft, das ja die gesamte Fläche umzäunt. Dann folgt er einfach dem Begrenzungskabel bis zur Ladestation.
  • Mähroboter die ein Suchkabel haben, können die Ladestation auch mit dem Suchkabel suchen. Es funktioniert genauso wie mit dem Begrenzungskabel, nur dass sie eben nach dem Suchkabel suchen, das mittig durch den Rasen verläuft. Damit kommen sie meist viel schneller zur Ladestation als über das Begrenzungskabel. Bei diesen Mährobotern kannst du meist einstellen, ob der Mähroboter bei der Suche das Suchkabel oder das Begrenzungskabel höher priorisieren soll.
  • Das Nahsignal wird von der Platine der Ladestation ausgesendet. Es hat nur eine sehr kurze Reichweite von ungefähr einem Meter, ist dafür aber extrem genau. Sobald der Mähroboter in die Reichweite dieses Signals kommt, ignoriert er alle anderen Signale und navigiert mit dem Nahsignal in die Ladestation.
  • Manche Ladestation verfügen außerdem über ein Fernsignal, das über eine Reichweite von bis zu 10 Metern verfügt. Es ist dafür weniger genau als das Nahsignal. Kommt der Mähroboter in die Reichweite des Fernsignals, folgt er diesem Signal, bis er das Nahsignal erkennt. Die Reichweite des Fernsignals lässt sich meist einstellen, oder es lässt sich auch komplett abstellen.

Noch mehr darüber, wie genau der Mähroboter zurück zur Ladestation findet, kannst du ihn diesem Artikel von mir lesen.


Fortgeschrittene Techniken

Jetzt solltest du über die Grundprinzipien der Navigation bei Mährobotern Bescheid wissen. Wenn dich allerdings bestimmte Techniken noch mehr interessieren, solltest du hier weiterlesen. Es gibt nämlich noch richtig ausgefeilte Techniken zur Navigation. Insbesondere Fernstartpunkte und das Multizonenprogramm sind wichtige Techniken für komplexe Gärten.

Fernstartpunkte und Multizonenprogramm

Die Funktionsweise von Fernstartpunkten kurz erklärt

Ich nenne diese beiden Funktionen in einem Punkt, da es sich im Prinzip um das gleiche handelt. Fernstartpunkte sind insbesondere in komplexen Gärten mit mehreren Flächen oder abgelegenen Arealen sehr nützlich.

Ein Fernstartpunkt ist einfach ein Punkt, den du auf dem Begrenzungskabel oder dem Suchkabel definierst. Dabei teilst du dem Mähroboter mit, dass er wenn er dem Kabel X folgt, nach Y Metern den Fernstartpunkt erreicht hat.

Gleichzeitig sagst du ihm, wie häufig er diesen Punkt ansteuern kann, mit einem Prozentwert den du festlegst. Z. B. kannst du sagen, dass Punkt A in 20 % der Fälle angesteuert werden soll und Punkt B in 10 % der Fälle.

Dann würde der Mähroboter etwa jedes fünfte Mal, wenn er an der Ladestation startet, direkt über das Kabel zu Punkt A fahren (das könnte z. B. dein Vorgarten sein) und in etwa jedes zehnte Mal zu Punkt B (z. B. eine schwer erreichbare Fläche hinter deinem Gartenhaus).

Mit Fernstartpunkten kannst du mehrere Flächen mähen

Die Multizonenprogramm, oder auch Multi-Zonen-Management genannt, ist genau das gleiche nur anders ausgedrückt. Die Fernstartpunkte ermöglichen es dir, deinen Mähroboter so zu programmieren, dass er mehrere Flächen mäht, die über einen schmalen Korridor verbunden sind. Und genau das machst du beim Multi-Zonen-Management. Du legst Fernstartpunkte an.

Mähroboter mit Suchkabel in komplexem Garten
Auf jeder Fläche liegt ein Fernstartpunkt auf dem Suchkabel den der Mähroboter gezielt anfahren kann.

Mähroboter mit dieser Funktion sind z. B. die meisten Modelle von HUSQVARNA, GARDENA, ROBOMOW und WORX. Mehr zum Thema Mähroboter für mehrere Flächen (auch getrennte Flächen) findest du hier.

Automatische Passagenerkennung/Easy Passage

Mähroboter die über ein Suchkabel navigieren, fahren nicht genau auf dem Suchkabel, sondern in einem gewissen Abstand daneben. Diesen Abstand variieren sie immer wieder, damit sich entlang des Suchkabels auf deinem Rasen keine Spuren bilden.

An engen Passagen ist diese Funktion jedoch hinderlich. Da du nicht genau weißt, wie weit der Mähroboter immer neben dem Kabel fährt, musst du von der maximal möglichen Korridorbreite neben dem Suchkabel ausgehen und das in Engpassagen mit einbeziehen. Oder anders ausgedrückt: Weil der Mähroboter immer irgendwo neben dem Suchkabel fährt, kommt er so nicht durch sehr enge Passagen.

Breite einer Passage bei eingeschaltetem Korridor
Mähroboter bewegen sich in einer Art Korridor neben dem Suchkabel. Ohne die automatische Passagenerkennung müsstest du diesen an Engstellen mit einplanen.

Dafür ist die automatische Passagenerkennung da. Wenn der Mähroboter über das Suchkabel z. B. einen Fernstartpunkt ansteuert und dabei durch eine enge Passage muss, erkennt er diese Passage sobald er sich ihr nähert und fährt dann genau mittig über das Kabel.

Nicht verstanden? Kein Problem, so ging’s mir auch am Anfang. Daher habe ich diesen Artikel verfasst, der das Ganze noch mal genau und mit Grafiken erklärt.

Kantenmähfunktion

Diese Funktion ermöglicht dem Mähroboter, entlang des äußeren Rands deines Gartens zu navigieren. Wenn du keine Rasenkantensteine mit der richtigen Breite hast, bleibt bei den meisten Mährobotern etwas Rasen am Rand stehen. Wie viel das je Modell in etwa ist, kannst du hier nachlesen.

Auf jeden Fall kannst du mit Mährobotern mit Kantenmähfunktion dieses Problem minimieren. Bei aktivierter Kantenmähfunktion fährt der Mähroboter mehrmals in der Woche vor dem Mähen einmal außen am Begrenzungskabel entlang, um den Rand zu mähen.

Bei den meisten Mährobotern mit Kantenmähfunktion ist das Mähwerk etwas seitlich versetzt, damit der Mähroboter näher an den Rand kommt. Die Funktion nennt sich auch Kantenmodus, Randmähen, Kantenmähen oder Cut to Edge.

Wenn du mehr über Mähroboter erfahren möchtest, die bis zum Rand mähen, dann lies am besten hier weiter.

Hier findest übrigens eine aktuelle Übersicht aller aktuellen Mähroboter mit Katenmodus, die ich empfehlen würde.

Ultraschallsensoren

Wie funktionieren Ultraschallsensoren?

Manche Mähroboter sind mit Ultraschallsensoren ausgestattet. Dabei sendet der Mähroboter Schallwellen im Ultraschallbereich aus, ganz ähnlich wie es z. B. auch Fledermäuse machen. Diese Schallwellen werden von Hindernissen reflektiert und können vom Mähroboter wieder registriert werden.

Auf diese Weise kann der Mähroboter schon aus der Entfernung Hindernisse erkennen und auf diese reagieren. Was der Mähroboter dann genau macht, hängt vom Modell ab. Hier stelle ich dir einmal zwei verschiedene Anwendungsgebiete vor.

Ultraschallsensoren bei WORX Mährobotern

Mähroboter der Marke WORX können mit Ultraschallsensoren ausgestattet werden. WORX setzt bei seinen neuen Modellen auf ein modulares System, mit dem du verschiedenen Komponenten ganz einfach selbst nachrüsten kannst. Das Ultraschall-Modul von WORX nennt sich auch ACS-Modul.

Die WORX Mähroboter nutzen das Ultraschallsystem um Hindernissen schon aus der Entfernung ausweichen zu können. Andere Mähroboter würden das Hindernis erst registrieren, wenn sie mit ihrem Stoßsensor dagegen fahren, würden dann zurücksetzen und in einer anderen Richtung weiterfahren.

Dieses Ausweichmanöver ist recht zeitaufwendig. WORX Mähroboter mit dem Ultraschallsensor-Modul können Hindernisse schon aus einer gewissen Entfernung wahrnehmen und in einer fließenden Bewegung dem Hindernis ausweichen.

Verschiedene Nutzer berichten dass das System wohl noch etwas verbesserungsfähig ist, aber es scheint immerhin schon einigermaßen zu funktionieren, wie du in diesem Video sehen kannst.

Ultraschallsensoren bei HUSQVARNA Mährobotern

Manche der hochklasse Mähroboter von HUSQVARNA sind ebenfalls mit Ultraschallsensoren ausgestattet. Das Grundprinzip ist zwar das gleiche, aber der Mähroboter besitzt diesen Sensor zu einem anderen Zweck.

Die sehr großen Mähroboter mit sehr großer Flächenleistung von HUSQVARNA fahren schneller als ihre kleineren Kollegen, um die große Fläche in einer vernünftigen Zeit zu schaffen. Bei einer Kollision mit einem Hindernis in voller Fahrt würde das dem Mähroboter etwas zu stark zusetzen.

Er besitzt zwar auch einen Stoßsensor, aber im die Wucht des Aufpralls zu verringern, bremst er vor einem Hindernis ab. Und dieses erkennt er eben rechtzeitig mit seinen Ultraschallsensoren.

Spiralschnitt/Spot Cutting

Auch das ist eine Besonderheit im Navigationsbereich. Manche Mähroboter verfügen über einen sogenannten Spiralschnitt, manchmal auch Spot Cutting genannt. Solche Mähroboter haben gleichzeitig einen Rasenwachstumssensor. Das ist nichts anderes als ein Widerstandsmesser am Rotor des Mähwerks.

Dieser Sensor misst wie „schwer“ es dem Mähwerk fällt, den Rasen zu mähen. Bei einem hohen Widerstand beim Mähen ist dann die Annahme, dass der Rasen hier besonders hoch sein muss. Der Mähroboter hat hier wohl also schon seit einer Weile nicht mehr gemäht.

In diesem Fall schaltet der Mähroboter dann in den Spiralmodus um. In diesem Modus beginnt der Mähroboter von seinem Punkt aus in einer Spiralform von innen nach außen zu mähen. Das hat den Zweck, dass der Mähroboter das gesamte Areal in dem er sich gerade befindet, gezielt mäht. Der Spiralschnitt lässt sich meist auch manuell auslösen, um eine bestimmte Stelle gezielt mähen zu lassen.

GPS-gestützte Navigation

Der Mähroboter sammelt GPS Daten und erstellt eine digitale Karte

Einige Mähroboter die mit GPS ausgestattet sind, können dieses auch unterstützend zur Navigation nutzen. Allerdings nutzen sie das GPS nicht direkt zur Navigation, sondern eher indirekt.

Meist funktioniert das Ganze so, dass der Mähroboter in den ersten Tagen erst einmal mit seinen herkömmlichen Navigations-Methoden im Garten umherfährt, mäht und dabei GPS-Daten über den Garten sammelt. So erstellt er mit der Zeit eine digitale Karte des gesamten Gartens.

So verwendet der Mähroboter die GPS Daten

Nach einigen Tagen ist die Karte dann fertig. Der Mähroboter nutzt jetzt die Karte, um sich auf der Karte zu merken, wann er welches Areal das letztes Mal gemäht hat. Unter Berücksichtigung der Wachstumsgeschwindigkeit des Rasens, die er über den Rasenwachstumssensor bekommt (im vorherigen Punkt Spiralschnitt habe ich dessen Funktionsweise schon erklärt), berechnet er dann, wann er das nächste Mal ein bestimmtes Areal mähen muss.

Er kann dann mithilfe der digitalen Karte gezielt ein bestimmtes Gebiet ansteuern, das schon zu lange nicht mehr gemäht wurde, um dort dann seine Runden zu drehen. Die GPS-gestützte Navigation dient also nicht direkt der Navigation, sondern dient dem Mähroboter eher dazu, einen besseren Überblick über den „Status“ des Rasens auf einer großen Fläche zu bekommen.

Mähroboter mit GPS-gestützter Navigation können daher trotzdem nicht auf das Begrenzungskabel verzichten.

Vor allen Dingen Mähroboter von HUSQVARNA arbeiten damit.

Artificial Intelligence Algorithm

Der Artificial Ingelligence Algorithm oder kurz AIA ist eine Technologie von WORX Mährobotern genutzt wird. Dabei handelt es sich um eine besonders fortschrittliche Navigations-Software. Diese trägt in verschiedener Weise zu einer effizienteren Navigation bei.

Zum einen manövrieren Mähroboter mit AIA an Kanten besser. Anstatt stehen zu bleiben, wie manch andere Mähroboter, weichen sie dem Begrenzungskabel in einer flüssigen Bewegung aus, wodurch sie weniger Zeit verschwenden.

Auch die Richtung die sie einschlagen, wenn sie auf das Kabel oder ein Hindernis treffen, scheinen sie schlauer zu wählen. Das wird insbesondere in langen engen Passagen deutlich. Folgendes Video zeigt dir, wie Mähroboter mit AIA im Vergleich zu anderen Mährobotern navigieren.

Geordneter Modus

Mähroboter von HONDA verfügen über eine Navigations-Funktion die sich Geordneter Modus nennt. Diesen Modus kannst du aktivieren, wenn du den Mähroboter in sehr komplexen Gärten einsetzt.

In diesem Modus schlägt der Mähroboter sehr spitze Winkel ein, wenn er auf das Begrenzungskabel trifft, so dass er beinahe wieder in die entgegengesetzte Richtung zurückfährt, anstatt irgendeinen zufälligen Winkel einzuschlagen.

Der Effekt ist so ähnlich wie der des AIA Systems und der Mähroboter kommt so leichter durch enge Passagen, die beispielsweise zwei Flächen miteinander verbinden.

DGPS ist super genau

GPS gesteuerte Mähroboter gibt’s nicht? Gibt’s doch! Es gibt Mähroboter das sogenannte Differential Global Positioning System (DGPS) nutzen. Anders als bei Mährobotern mit GPS-gestützer Navigation, bei denen der Mähroboter nur aufzeichnet, wann er wo das letztes Mal gemäht hat, nutzen Mähroboter mit DGPS tatsächlich GPS zum Navigieren.

Sie können dabei sogar auf ein Begrenzungskabel verzichten, da DGPS extrem genau ist. Theoretisch können hochqualitative DGPS Systeme Genauigkeiten von bis zu 1 mm erreichen. Wie groß die Genauigkeit bei DGPS Mährobotern ist, konnte ich leider noch nicht herausfinden, allerdings scheint sie eben so genau zu sein, dass ein Begrenzungskabel nicht gebraucht wird.

Wie funktioniert DGPS?

Dabei verbindet sich der Mähroboter nicht nur mit verschiedenen GPS-Satelliten, um seine Position zu bestimmten, sondern es gibt zusätzlich noch eine Referenzstation am Boden. Wird zusätzlich noch die Phasenverschiebung der Trägerwelle ausgewertet, erreicht das System solch extrem genaue Werte. Hier kannst du mehr darüber lesen, wie DGPS funktioniert.

Mähroboter mit solch einem System sind z. B. der WIPER Yard 301. Allerdings muss ich deine Begeisterung auch direkt etwas dämpfen, denn derartige Geräte kosten um die 15.000 Euro und sind eher nicht für den Hausgebrauch gedacht, sondern für sehr große Flächen von bis zu 30.000 qm.

Aber vielleicht wird DGPS in Zukunft ja auch irgendwann in „kleineren“ bzw. normalen Mährobotern eingesetzt, wenn die Technik günstiger geworden ist.

Verwandte Fragen

Können Mähroboter mit GPS auf ein Begrenzungskabel verzichten? Normale Mähroboter mit GPS können nicht auf das Begrenzungskabel verzichten, da sie GPS nicht direkt zur Navigation nutzen, sondern lediglich eine digitale Karte erstellen, auf der sie sich merken, wo sie wann das letzte Mal gemäht haben. Es gibt allerdings einige wenige und sehr teure Mähroboter die Differentielles GPS verwenden. Diese können tatsächlich auf ein Begrenzungskabel verzichten, da dieses System extrem genau ist.

Wie funktioniert der Diebstahlschutz per GPS bei Mährobotern? Mähroboter mit GPS können sich gegen Diebstahl schützen, indem sie sogenanntes GEO-Fencing einsetzen. Dabei wird ein Punkt im Garten per GPS-Koordinaten festgelegt, von dem aus sie sich nur bis zu einer gewissen Distanz entfernen dürfen. Wird diese Distanz überschritten, schlagen sie Alarm, in Form eines autistischen Signals, das sie aussenden, meist aber auch in Form einer Warnung, die sie an eine Smartphone-App oder per SMS versenden. Viele dieser Mähroboter haben zusätzlich GPS-Tracking, damit der Mähroboter auch wiedergefunden werden kann.

Über den Autor
Matthias

Matthias

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.

Juni 14, 2019

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