Mähroboter ohne Begrenzungsdraht: RTK, Kamera und ihre Grenzen

Der Vertikutierer hat den Begrenzungsdraht zum zweiten Mal durchtrennt, und die Bruchstelle liegt irgendwo unter vierzig Metern Rasenkante. Spätestens dann wirkt ein Mähroboter ohne Kabel wie die naheliegende Lösung. Die Werbung verspricht: auspacken, Grenze in der App abfahren, fertig. In vielen Gärten stimmt das. In manchen bleibt der Roboter unter dem Apfelbaum stehen und meldet, er habe seine Position verloren. Dieser Beitrag richtet sich an alle, die vor dem Kauf wissen wollen, wie drahtlose Mähroboter sich orientieren, wo jede Technik schwächelt und woran Sie erkennen, ob Ihr Grundstück dafür taugt.

Mähroboter fährt in Bahnen über den Rasen, im Hintergrund eine Referenzantenne am Gartenhaus

Warum normales GPS für eine Rasenkante nicht reicht

Ein Smartphone bestimmt seinen Standort per Satellit auf einige Meter genau. Für die Navigation im Auto genügt das. Am Rand eines Staudenbeets wäre es eine Katastrophe.

Die Ungenauigkeit entsteht vor allem auf dem Weg des Signals durch die Atmosphäre, dazu kommen kleine Fehler bei Satellitenbahn und Uhr. Diese Fehler sind für zwei Empfänger, die nah beieinander stehen, fast identisch. Genau das nutzt RTK aus, kurz für Real Time Kinematic, auf Deutsch Echtzeitkinematik.

RTK: zwei Empfänger, eine Korrektur

Zum Roboter gehört eine Referenzantenne, die fest im Garten oder am Haus montiert wird. Sie empfängt dieselben Satelliten wie der Mäher, bewegt sich aber nicht. Jede scheinbare Bewegung ihrer Position ist deshalb ein Messfehler, und diesen Fehler schickt sie als Korrektur an den Roboter. Der rechnet ihn aus der eigenen Messung heraus und kommt so auf wenige Zentimeter Genauigkeit.

Daraus folgen drei praktische Bedingungen:

Antenne und Roboter brauchen gleichzeitig Sicht auf ausreichend viele Satelliten. Ein freier Himmel über der Antenne nützt nichts, wenn der Mäher gerade unter einer Buche steht.
Die Korrektur muss ankommen. Sie läuft je nach Modell über eine eigene Funkstrecke, über das WLAN oder über das Mobilfunknetz.
Die Antenne darf nach dem Einrichten nicht mehr versetzt werden. Alle gespeicherten Grenzen beziehen sich auf ihren Standort. Wer sie auch nur einen halben Meter verschiebt, verschiebt die ganze Karte mit.

Manche Hersteller verzichten auf die eigene Antenne und beziehen die Korrekturdaten aus einem Netz fest installierter Referenzstationen, das der Roboter per Mobilfunk erreicht. Das spart die Montage. Dafür hängt der Betrieb an der Netzabdeckung im Garten und häufig an einem Abo, dessen Laufzeit und Kosten Sie vor dem Kauf klären sollten.

Wo die Satellitenortung aussteigt

Die Schwachstellen von RTK lassen sich fast immer auf dem Grundstück ablesen, bevor ein Gerät gekauft ist.

Dichte Baumkronen. Belaubte Äste dämpfen das Signal. Ein einzelner Obstbaum auf freier Fläche stört selten, eine Reihe alter Bäume am Rand schon eher, und im Sommer mehr als im April.
Hauswände, Mauern, Carports. Hier wird das Signal nicht nur abgeschattet, sondern auch reflektiert. Der Empfänger bekommt es dann auf einem Umweg und rechnet mit einer falschen Laufzeit. Besonders heikel sind schmale Durchgänge zwischen Haus und Garage.
Nordseite hoher Gebäude. Viele Satelliten stehen aus mitteleuropäischer Sicht am südlichen Himmel. Ein Rasenstreifen direkt hinter dem Haus sieht deutlich weniger davon.
Überdachte Ladestation. Startet der Roboter unter einem Vordach oder in einer Garage, fehlt ihm ausgerechnet beim Losfahren die Position.

Ein brauchbarer Vorabtest: Gehen Sie mittags die geplante Mähfläche ab und schauen Sie an jeder kritischen Stelle nach oben. Ist der Himmel dort zum großen Teil von Krone, Dach oder Mauer verdeckt, wird reine Satellitenortung an dieser Stelle unzuverlässig. Dann brauchen Sie ein Gerät, das diese Lücken mit anderen Sensoren überbrückt.

Kamera: sieht den Rasen, aber nicht im Dunkeln

Kameragestützte Mäher gehen das Problem von der anderen Seite an. Sie fragen nicht „Wo bin ich?“, sondern „Was liegt vor mir?“. Eine Bildauswertung unterscheidet Gras von Pflaster, Kies, Beeterde oder Wasser. Bei einfachen Modellen ist das die einzige Orientierung: Der Roboter mäht, solange er Rasen erkennt, und dreht um, wenn der Untergrund wechselt.

Das funktioniert überraschend gut, solange die Kanten eindeutig sind. Schwierig wird es an Stellen, die auch ein Mensch erst auf den zweiten Blick trennt:

Rasen geht ohne Einfassung in ein Beet mit Bodendeckern oder in eine Wiese über.
Laub, Moos oder vertrocknete Flächen im Hochsommer sehen nicht mehr nach Rasen aus.
Tiefe Sonne blendet, harte Schlagschatten wirken wie eine Kante.
Die Linse ist nach einigen Tagen mit Grassaft und Staub belegt.

Bei Dunkelheit sieht eine normale Kamera nichts. Das ist weniger Nachteil, als es klingt, denn nachts sollte ein Mähroboter ohnehin stehen: In der Dämmerung sind Igel unterwegs, und Versuche mit handelsüblichen Geräten haben gezeigt, dass viele Mäher ein Tier erst bei Berührung bemerken. Eine Kamera mit Objekterkennung verbessert die Chancen, ersetzt den Tagbetrieb aber nicht. Mehr dazu im Beitrag Mähroboter und Igel.

Kombigeräte und Laser: die Lücken des einen füllt der andere

Die meisten aktuellen Modelle der mittleren und oberen Klasse verlassen sich nicht mehr auf eine einzige Technik. Verbreitet ist das Gespann aus RTK und Kamera: Unter freiem Himmel führt der Satellit, unter dem Baum schätzt der Roboter seine Bewegung aus dem Kamerabild und den Radumdrehungen, bis das Signal zurück ist. Wie lange er diese Überbrückung durchhält, unterscheidet sich von Gerät zu Gerät erheblich und steht selten im Datenblatt.

Daneben gibt es Mäher mit Laserscanner (LiDAR). Sie vermessen ihre Umgebung selbst und brauchen weder Satellit noch Tageslicht. Ihre Orientierung hängt an festen Strukturen wie Hauswand, Zaun, Hecke oder Baumstämmen. Der verwinkelte Stadtgarten, an dem RTK scheitert, liegt ihnen deshalb. Auf einer großen, kahlen Fläche ohne Anhaltspunkte ist es umgekehrt.

Welche Technik zu welchem Garten passt

Offene Fläche, wenig Bäume, Haus am Rand: RTK mit eigener Antenne arbeitet hier am genauesten und mäht in sauberen Bahnen.
Reihenhausgarten zwischen Mauern und Hecken: eher Kamera oder Laser, weil der Himmel zu schmal ist.
Gemischtes Grundstück mit alten Bäumen und Durchgängen: ein Kombigerät. Fragen Sie den Händler gezielt nach Erfahrungen mit Engstellen und nach einem Rückgaberecht für den Fall, dass es in Ihrem Garten nicht klappt.
Rasen ohne klare Kanten, viel Schatten, komplizierter Zuschnitt: Der Begrenzungsdraht ist hier keine veraltete Technik. Er funktioniert unter jeder Baumkrone und bei jedem Licht.

Wie sich die Navigationsart in die übrigen Kaufkriterien einfügt, also Flächenleistung, Steigung und Ersatzteile, steht im Überblick Mähroboter im Garten: Technik, Sicherheit und Kaufkriterien.

Einrichten: Die Karte entscheidet über alles Weitere

Statt Draht zu verlegen, steuern Sie den Roboter einmal per App an der Rasenkante entlang. Aus dieser Fahrt entsteht die virtuelle Grenze. Sperrzonen um Beete, Teich oder Trampolin zeichnen Sie anschließend ein oder fahren sie ebenfalls ab.

Suchen Sie zuerst den Platz für die Antenne: möglichst hoch, mit freiem Rundumblick zum Himmel, einige Meter entfernt von Wänden und Metallflächen. Der First der Gartenhütte ist oft besser als die Hauswand.
Stellen Sie die Ladestation so auf, dass der Roboter beim Andocken und Losfahren Empfang hat.
Fahren Sie die Grenze bei gutem Empfang ab und halten Sie zu Beeten und Wasser einen Sicherheitsabstand. Die Karte ist zentimetergenau, der Roboter im Alltag nicht immer.
Beobachten Sie die ersten zwei, drei Mähgänge vollständig. Engstellen und Empfangslöcher zeigen sich sofort.
Sichern Sie offene Wasserflächen und Treppenabgänge zusätzlich baulich. Eine virtuelle Grenze hält den Roboter nur auf, solange er weiß, wo er ist.

Rechnen Sie damit, dass am Rand ein Streifen stehen bleibt. Auch ein drahtloser Mäher kommt nicht bis an die Mauer. Ebenerdige Kantensteine lösen das Problem auch hier.

Was die Werbung gern weglässt

„Ohne Installation“ bedeutet: ohne Kabel im Boden. Die Antenne braucht trotzdem einen Mast oder eine Halterung und in der Regel eine Steckdose. Viele Geräte verlangen ein Nutzerkonto und eine dauerhafte Internetverbindung, manche mähen ohne Cloud gar nicht erst los. Prüfen Sie vor dem Kauf, wie lange der Hersteller Software-Updates zusagt, denn die Navigation ist bei diesen Robotern zum großen Teil Software.

Bei Kameramodellen lohnt die Frage, ob Bilder im Gerät ausgewertet oder an Server übertragen werden und ob sich die Fernansicht abschalten lässt. Die Kamera erfasst zwangsläufig auch, was hinter dem Zaun liegt.

Funkstrecke und Elektronik müssen den europäischen Vorgaben entsprechen, erkennbar an CE-Kennzeichnung und Konformitätserklärung. Bei Direktimporten ist das nicht selbstverständlich. Worauf Sie dabei achten, beschreibt der Beitrag Haushaltsroboter aus China: Was Sie vor dem Kauf wissen sollten.

Häufige Fragen

Kann ich meinen Drahtroboter auf drahtlos umrüsten?

In aller Regel nicht. Empfänger, Sensoren und Software sind fest auf eine Navigationsart ausgelegt. Einzelne Hersteller bieten Nachrüstmodule für bestimmte Baureihen an. Fragen Sie beim Händler nach, bevor Sie den Draht herausreißen.

Was macht der Roboter, wenn er das Signal verliert?

Er fährt je nach Modell noch ein Stück mit Hilfe der übrigen Sensoren weiter, bleibt dann stehen und wartet oder versucht, in einen Bereich mit Empfang zurückzukehren. Über die Grenze hinaus mähen darf er nicht. Passiert das an derselben Stelle immer wieder, hilft meist nur, diese Zone auszusparen oder die Antenne besser zu platzieren.

Muss die Antenne im Winter abgebaut werden?

Meist ist sie für den Dauerbetrieb im Freien gebaut und bleibt besser, wo sie ist. Wird sie doch abgenommen, markieren Sie die exakte Position. Was sonst zur Winterpause gehört, lesen Sie unter Mähroboter überwintern.

Reicht ein Mähroboter nur mit Kamera für einen kleinen Garten?

Bei einer überschaubaren Fläche mit klar eingefassten Rändern ja. Fehlt die Einfassung, sollten Sie Kantensteine oder ein Rasenkantenband einplanen, sonst wandert die Mähgrenze von Woche zu Woche.

Lesen Sie auch

Dieser Artikel dient der allgemeinen Information. Maßgeblich für Montage, Einrichtung und Betrieb ist die Bedienungsanleitung des jeweiligen Herstellers.

Quellen

EN 50636-2-107: Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke – Teil 2-107: Besondere Anforderungen für batteriebetriebene Roboter-Rasenmäher.
Richtlinie 2014/53/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. April 2014 über die Bereitstellung von Funkanlagen auf dem Markt (Funkanlagenrichtlinie).
Rasmussen S. L., Schrøder A. E., Mathiesen R., Nielsen J. L., Pertoldi C., Macdonald D. W. Wildlife Conservation at a Garden Level: The Effect of Robotic Lawn Mowers on European Hedgehogs (Erinaceus europaeus). Animals. 2021; 11(5): 1191.

Klein Robotics