RoboSoccer Gruppe B4 - WS 17/18

Aus HSHL Mechatronik
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Autoren: Patrick Schumann, Martin Theine und Julin Horstkötter

In dem Informatikpraktikum des ersten Semesters im Studiengang Mechatronik ist der Roboter "Nr. 27" konstruiert worden. Dessen Software ist darauf ausgelegt, autonom Fußballspielen zu können.

Datei:Titelbild.jpeg
"Nr.27"

Zielsetzung

"Die Zielsetzung besteht in der Entwicklung und Programmierung eines fußballspielenden Roboters, der in der Lage ist, ein bewegliches Objekt (Ball) auf einem Spielfeld autonom zu identifizieren und schnellstmöglich in das gegnerische Tor zu schießen.
Analog zu realen Fußballspielen ist es notwendig, bestehende Hindernisse, wie beispielsweise einen gegnerischen Roboter, zu überwinden."[1]

Teammitglieder und ihre Aufgaben

• Konstruktion des Fahrzeuges
• Programmentwicklung mit Matlab und NXC
• Entwicklung und Visualisierung des Konzeptplans mit PapDesigner
• Visualisierung des Fahrzeuges mit LegoDesigner


• Konstruktion des Fahrzeuges
• Programmentwicklung mit Matlab und NXC
• Entwicklung und Visualisierung des Konzeptplans mit PapDesigner
• Videoaufnahme und Bearbeitung


• Programmentwicklung mit Matlab und NXC
• Entwicklung und Visualisierung des Konzeptplans mit PapDesigner
• Verfassen des Wiki-Beitrages
• Videoaufnahme und Bearbeitung

Konstruktionsplan im Lego Designer

  • Inhalt1
  • Inhalt2
  • Inhalt3

--> evtl. Bewertung der mechanischen Konstruktion: Die Konstruktion ist sehr stabil...

Fahrzeugkennwerte

Abmessungen des Fahrzeugs

Parameter Maße in mm
Fahrzeuglänge 270 mm
Fahrzeugbreite 170 mm
Fahrzeughöhe 300 mm
Spurweite vorne 120 mm
Spurweite hinten 60 mm
Achsabstand 90 mm
Wendekreis ca. 0 mm

Bemerkung: Der Roboter ist kompakt gebaut und hat eine Einzelradaufhängung. Aus diesen Gründen ist er sehr wendig und kann sogar auf der Stelle drehen. Der Wendekreis beträgt daher 0 mm.

Sensorik und deren Anwendungsgebiete

  • Infrarotsensor: Ballsuche
  • Kompasssensor: Ausrichtung zum Tor
  • Mechanische Tastsensor 1: Ballerkennung
  • Mechanische Tastsensor 2: Hinderniserkennung

Softwarekonzept als Programm-Ablauf-Plan (PAP)

Die Software des Roboters teilt sich in folgende Strategien auf:

  • Ballsuche
  • Fassen des Falles
  • Ausrichtung
  • Schuss
  • Wichtig --> Implementierung des PAP in den entsprechenden Sprachen (Matlab, Simulink und/oder NXC)
    • Wurden Formalien eingehalten (Header, Kommentare, Coding-Guidelines,...)
    • Wurde modular programmiert?

Bildmaterial

Werbeplakat von "Nr.27"



















Fotos

Beispielbild mit Quelle
Beispielbild mit Quelle
Beispielbild mit Quelle
Beispielbild mit Quelle
Beispielbild mit Quelle



















































Video

-Hier soll das Video zum Roboter verlinkt werden.- --> Videolink

  • Video als Beleg der Funktion Ihres Roboters. Beachten Sie die Hinweise.
  • Beschreiben Sie Ihr Projekt als wissenschaftlichen Artikel im HSHL Wiki und verlinken Sie Ihre Dateien in SVN.

Nr. 27 in Action!

Video-Beschreibung:
Herausgeber: Patrick Schumann, Martin Theine und Julin Horstkötter
Hochschule: Hochschule Hamm-Lippstadt
Studiengang: Mechatronik 1. Semester
Projektkurs: Informatikpraktikum I (Gruppe B4)
Betreuer: Prof. Dr. Ing.-Schneider
Musik: Epic - Royalty Free Music[2]
Praktikumsziel: Konstruktion und Programmierung eines LEGO-Mindstorm-Roboters, der Fußball spielen kann. Anhand eines Infrarotlicht aussendenden Balls und des Infrarotsensors des Roboters kann dieser den Ball "sehen". Die Ausrichtung erfolgt mittels Kompasssensors. Programmiert wurde in der Programmiersprache NXC, welche C-Basiert ist.

Statische Disziplin (dieser Abschnitt ist nur für interne Zwecke und wird später wieder entfernt)

Bei der statischen Disziplin geht es darum, dass Sie nachhaltig dokumentieren. Ein nachfolgender Studierender soll anhand Ihrer Projektunterlagen Ihr Projekt nachbauen und nachvollziehen können.


Bewertet wird die Qualität Ihrer Projektdokumentation. Kriterien könnten sein:

  • Wurde eine Autorenseite im Wiki angelegt?
  • Ist erkennbar, wer im Projektteam welche Leistung erbracht hat?
  • Wurde plausibe erläutert, wieso diese Lösung (Matlab, Simulink oder NXC) gewählt wurde?
  • Ist die Projektdokumentation vollständig?
  • Qualität der Dokumentation


Unterabschnitt

  1. Nutzen Sie Aufzählungen
    • mit verschiedenen Schachtelungen
    • und so weiter
  2. zweite Ebene
    • mit erneuter Unterebene

Bilder

Bauen Sie Bilder ein, am besten mit darin gekennzeichneten Stellen, die Sie dann im Text erklären.

Beispielbild mit Quelle [3]

Tabellen

Eine tolle Tabelle ist hier dargestellt.

Spalte 1 Spalte 2 Spalte 3
blabla sowieso sowieso
test sowieso test1

Formatierung

Nutzen Sie zur Formatierung Beispiele, z. B. aus dem weltbekannten Wikipedia selbst (das ist die gleiche Syntax!) oder anderer Hilfeseiten wie z. B. [4].

Zusammenfassung

Zum Ende des Wintersemesters ist es geschafft. Der Roboter "Nr. 27" spielt Fußball. Somit ist das Ziel zur Zufriedenstellung der Teammitglieder erreicht. (Weitere Verbesserungen siehe "Ausblick")
Der Erfolg lag in einer gelungenen Absprache des kompletten Teams. Die Mitglieder haben sich bei Problemen gegenseitig geholfen, Aufgaben abgesprochen und gemeinsam an Lösungen gearbeitet und nach Optimierungsmöglichkeiten gesucht.
So ist ein Roboter entstanden, der ohne menschliches Eingreifen, alleine durch Sensoren, einen Mikrokontroller und eine intelligente Software sogar gegen einen gegenerischen Roboter Fußball spielen und gewinnen kann.

Verwendete Softwaretools

  • Bricx Command Center 3.3 [1] (für die Programmierung)
  • Microsoft Office: PowerPoint [2] (zur Erstellung des Werbeplakats)
  • LEGO Digital Designer [3] (zur Erstellung des Bauplans des Roboters)
  • Matlab [4] (zur Analyse von Daten aus Sensortests)
  • NXT 2.0 [5] (zur Programmierung der Software)
  • EV3 Lobby [6] (zur Programmierung der Software)

Ausblick

  • Der Tastsensor zur Hinderniserkennung ist derzeit instabil, da er nicht mechanisch geführt ist. Dies führt dazu, dass dieser beim schrägen Anfahren eines Hindernisses nicht auslöst.
  • Die Ausrichtung zum Tor ist aufgrund des Kompasssensors nur begrenzt möglich. Der Roboter kann sich lediglich nach einer Himmelsrichtung ausrichten. Befindet er sich am Spielfeldrand, kann er das Tor nicht treffen, obwohl er sich korrekt ausgerichtet hat. Für die Lösung dieses Problems müsste der Roboter noch über eine Positionsinformation verfügen. Alternativ könnte man die Tore verbreitern.

Literaturverzeichnis

  1. ↑ Prof. Schneider: Einleitung 2017, abgerufen am 18. Januar 2018.
  2. ↑ Epic - Royalty Free Music - https://www.bensound.com/royalty-free-music/track/epic
  3. ↑ Eigenes Foto
  4. ↑ Hilfeseite des Wikimedia-Projekts



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