RoboSoccer Gruppe A5 - WS 19/20: Unterschied zwischen den Versionen
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Im Rahmen des Informatikpraktikums I werden Studierende über sechs Termine hinweg mit der Konstruktion und Programmentwicklung eines Lego Mindstorms Roboters | |||
vertraut gemacht. Dabei lernen die Studierenden Sensoren und Aktoren kennen, welche es einem selbst konstruierten Roboter ermöglichen sollen, Fussball zu spielen. | |||
Zunächst lernt man den NXT-Brick und seine Möglichkeiten per grafischer Programmierung in den Programmen "LEGO® MINDSTORMS® EV3" und "NXT-G" kennen. Hierbei wird einem z.B. der Umgang mit den Sensoren und Aktoren, wie diese auf technischer Ebene funktionieren und wie Sensordaten an den Brick gesendet und diese verarbeitet werden, gelehrt. | |||
Nach erfolgreicher Einarbeitung wird die Programmierumgebung BricxCC verwendet, um den Roboter hier mit einer C-ähnlichen Programmiersprache zu programmieren. | |||
Am Ende des Praktikums findet ein Turnier statt, in welchem die Roboter der Gruppen gegeneinander antreten. | |||
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Version vom 5. Februar 2020, 20:34 Uhr
Einleitung
Im Rahmen des Informatikpraktikums I werden Studierende über sechs Termine hinweg mit der Konstruktion und Programmentwicklung eines Lego Mindstorms Roboters vertraut gemacht. Dabei lernen die Studierenden Sensoren und Aktoren kennen, welche es einem selbst konstruierten Roboter ermöglichen sollen, Fussball zu spielen.
Zunächst lernt man den NXT-Brick und seine Möglichkeiten per grafischer Programmierung in den Programmen "LEGO® MINDSTORMS® EV3" und "NXT-G" kennen. Hierbei wird einem z.B. der Umgang mit den Sensoren und Aktoren, wie diese auf technischer Ebene funktionieren und wie Sensordaten an den Brick gesendet und diese verarbeitet werden, gelehrt. Nach erfolgreicher Einarbeitung wird die Programmierumgebung BricxCC verwendet, um den Roboter hier mit einer C-ähnlichen Programmiersprache zu programmieren. Am Ende des Praktikums findet ein Turnier statt, in welchem die Roboter der Gruppen gegeneinander antreten.
Gruppenmitglieder
Daniel Gosedopp
- Bau des Roboters
- Entwicklung des Programmablaufplans (PAP)
- Programmierung
Sandra Hoppe
- Bau des Roboters
- Programmierung
- Design
Sensoren
Infrarotsensor
- Der HiTechnic IRSeeker V2 kann Infrarotstrahlung erfassen, z.B. die des beim RoboSoccer eingesetzten Balls.
- Mit Hilfe des Sensors kann nicht nur die Richtung eines Infrarotsignals bestimmt werden, sondern auch die Signalstärke.
- Dies ermöglicht ein gezieltes aufsuchen des Balls.
Kompasssensor
- Der HiTechnic Compass Sensor ist ein digitaler Kompass, der anhand des Erdmagnetfeldes einen Wert zwischen 0° und 360° zurückgibt, je nach Roboterausrichtung.
- Dadurch ist es uns möglich, nachdem der Ball vom Ballfang aufgenommen wurde, den Roboter präzise zum gegnerischen Tor auszurichten.
Tastsensor
- Der NXT Touch Sensor ist ein rein mechanischer Sensor, der bei Betätigung den Wert 1 und ansonsten den Wert 0 liefert. Der Sensor kommt bei der Ballsuche
- zum Einsatz. Sobald dieser von der Ballfangmechanik betätigt wird, gibt er das Signal 1 zurück und die Torausrichtung kann eingeleitet werden.
Ultraschallsensor
- Der NXT Ultrasonic Sensor arbeitet mit Piezokristallen. Er besitzt einen Empfänger und einen Sender. Der Sender sendet ein Ultraschallsignal, welches von
- einem Objekt reflektiert wird und auf den Empfänger trifft. Es wird nun die Zeit gemessen, die ein Signal "unterwegs war". Mit der Schallgeschwindigkeit in Luft
- lässt sich dann die Distanz errechnen, die ein Objekt entfernt war (Laufzeitverfahren).
Robotermerkmale
Unser Roboter zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
- Stabilität
- Der Roboter besitzt vorne ein breites Fahrwerk sowie zwei Kugelräder am hinteren Ende. Dadurch kann der Roboter nur schwer umkippen.
- Genauigkeit
- Der Roboter wird vor jedem Spiel exakt zum Tor ausgerichtet und erst dann wird die Torrichtung festgelegt. Das hilft uns dabei, den Roboter vor dem Schuss
- perfekt zum gegnerischen Tor auszurichten und einen gezielten Schuss abzugeben.
- Kompaktheit
- Die Seiten des Roboters wurden zusätzlich verstärkt, damit der Roboter sich nicht verhakt.
- Sensibler Ballfang
- Der Tastsensor ist so angebracht, dass der Sensor genau auf mittlerer Ballhöhe liegt. Dadurch wird gewährleistet, dass der Ball den Sensor immer betätigt, wenn
- er sich im Ballfang befindet.
Spielstrategie
Ausrichtung
Der Roboter wird vor dem Spielstart immer manuell zum Tor ausgerichtet, dass soll Ungenauigkeiten der Ausrichtung des Feldes verhindern und einen möglichst genauen Kompasswert liefern.
Ballsuche
Mithilfe des Infrarotsensors wird der Ball gesucht. Sobald der Ball im Ballfang ist, wird er von diesem gegen den Tastsensor gedrückt. Daraufhin wird die Ballsuche beendet.
Torausrichtung
Bei der Torausrichtung wird zunächst der aktuelle Kompasswert eingelesen. Solange der aktuelle Wert nicht gleich dem zu Anfang definierten Kompasswert ist, soll sich der Roboter drehen.
Video
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