RoboSoccer Gruppe B4 - WS 17/18: Unterschied zwischen den Versionen

Aus HSHL Mechatronik
Zur Navigation springen Zur Suche springen
 
(54 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
'''Autoren:''' [[Benutzer:Patrick Schumann|Patrick Schumann]], [[Benutzer:Martin Theine|Martin Theine]] und [[Benutzer:Julin-Frederik Horstkoetter|Julin Horstkötter]]
'''Autoren:''' [[Benutzer:Patrick Schumann|Patrick Schumann]], [[Benutzer:Martin Theine|Martin Theine]] und [[Benutzer:Julin-Frederik Horstkoetter|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.<br/><br/>
In dem Informatikpraktikum des ersten Semesters im Studiengang Mechatronik ist der Roboter "Nr. 27" konstruiert worden. Dessen Software ist darauf ausgelegt, autonom Fußball zu spielen.<br/><br/>


[[Datei:Titelbild.jpeg|200px|thumb|right|"Nr.27"]]
[[Datei:20180123_171217-min.jpeg|200px|thumb|right|"Nr.27"]]


== Zielsetzung ==
== Zielsetzung ==
Zeile 29: Zeile 29:


== Konstruktionsplan im Lego Designer ==
== Konstruktionsplan im Lego Designer ==
* Inhalt1
 
* Inhalt2
[[Datei:IPK1-Modell.JPG|links|mini|Schrägansicht rechts]]
* Inhalt3
[[Datei:IPK1-Modell01.JPG|links|mini|Schrägansicht links]]
--> evtl. Bewertung der mechanischen Konstruktion:
 
Die Konstruktion ist sehr stabil...
<br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/>
 
<i>Bemerkung:</i> Da sich programmbedingt nicht alle Zahnräder korrekt platzieren ließen, fehlen im Konstruktionsplan in der Schussmotorik 2 Zahnräder pro Seite.


== Fahrzeugkennwerte ==
== Fahrzeugkennwerte ==
Zeile 69: Zeile 71:
* Infrarotsensor: Ballsuche
* Infrarotsensor: Ballsuche
* Kompasssensor: Ausrichtung zum Tor
* Kompasssensor: Ausrichtung zum Tor
* Mechanische Tastsensor 1: Ballerkennung
* Mechanischer Tastsensor 1: Ballerkennung
* Mechanische Tastsensor 2: Hinderniserkennung
* Mechanischer Tastsensor 2: Hinderniserkennung


== Softwarekonzept als Programm-Ablauf-Plan (PAP) ==
== Softwarekonzept als Programm-Ablauf-Plan (PAP) ==


[[Datei:RoboSoccer - Gruppe B4 PAP-komprimiert.jpg|links|mini|Programmablaufplan (PAP)]]
[[Datei:RoboSoccer - Gruppe B4 PAP-komprimiert5.png|links|mini|Programmablaufplan (PAP)]]
PAP als PDF-Dokument: [[Datei:RoboSoccer - Gruppe B4 PAP.pdf|links|mini|Programmablaufplan (PAP)]]
PAP als PDF-Dokument: [[Datei:RoboSoccer - Gruppe B4 PAP.pdf|links|mini|Programmablaufplan (PAP)]]<br/><br/>


Die Software des Roboters teilt sich, wie im PAP ersichtlich, in folgende Strategien auf:
Die Software des Roboters teilt sich, wie im PAP ersichtlich, in folgende Unterprogramme auf:
* Ballsuche
* Buttonabfrage: Ermöglicht die Eingabe des Zieltors
* Fassen des Falles
* Ballsuche: Auffinden und Fangen des Balls
* Ausrichtung
* Ausrichtung: Ausrichtung zum Tor und Schuss
* Schuss
* Warten: Spiel pausieren


* Wichtig --> Implementierung des PAP in den entsprechenden Sprachen (Matlab, Simulink und/oder NXC)
<br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/>
** Wurden Formalien eingehalten (Header, Kommentare, Coding-Guidelines,...)
** Wurde modular programmiert?


== Bildmaterial ==
== Bildmaterial ==
Zeile 91: Zeile 91:


=== Fotos ===
=== Fotos ===
[[Datei:RetroGameStation_HSHL_Messe.jpg|links|mini|Beispielbild mit Quelle]]
[[Datei:20180123_155728-min.jpg|links|mini|"Nr.27" auf dem Spielfeld während eines Torschusses]]
[[Datei:RetroGameStation_HSHL_Messe.jpg|links|mini|Beispielbild mit Quelle]]
[[Datei:20180125_110809-min.jpg|links|mini|Schrägansicht rechts]]
[[Datei:RetroGameStation_HSHL_Messe.jpg|links|mini|Beispielbild mit Quelle]]
[[Datei:20180125_110814-min.jpg|links|mini|Seitenansicht rechts]]
[[Datei:RetroGameStation_HSHL_Messe.jpg|links|mini|Beispielbild mit Quelle]]
[[Datei:20180125_110819-min.jpg|links|mini|Vorderansicht]]
[[Datei:RetroGameStation_HSHL_Messe.jpg|links|mini|Beispielbild mit Quelle]]
[[Datei:20180125_110834-min.jpg|links|mini|Seitenansicht links]]


<br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/>
<br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/><br/>


=== Video ===
=== Video ===
-Hier soll das Video zum Roboter verlinkt werden.-
--> Videolink
* '''Video''' als Beleg der Funktion Ihres Roboters. Beachten Sie die [[Autonomes_Fahren_SoSe17#Hinweise_zum_Video | Hinweise]].
* Beschreiben Sie Ihr Projekt als '''wissenschaftlichen Artikel im HSHL Wiki''' und verlinken Sie Ihre Dateien in SVN.


<gallery widths="350" heights="200">
<gallery widths="350" heights="200">
Videoname!!!!!!!!.jpg | verweis=Hier gehööööööööööööööööööööööört der Youtube-Link hin!!!!!!!!!!!!!!
20180125_110814-min.jpg | verweis=https://youtu.be/kRBV0gnYMOI
</gallery>
</gallery>
Nr. 27 in Action!
Video zum Roboter "Robo Fighter"
<br/>
<br/><br/>


'''Video-Beschreibung:'''<br />
'''Video-Beschreibung:'''<br />
''Herausgeber:'' Patrick Schumann, Martin Theine und Julin Horstkötter <br/>
''Herausgeber:'' Patrick Schumann, Martin Theine und Julin Horstkötter<br/>
''Hochschule:'' Hochschule Hamm-Lippstadt <br/>
''Hochschule:'' Hochschule Hamm-Lippstadt<br/>
''Studiengang:'' Mechatronik 1. Semester <br/>
''Studiengang:'' Mechatronik 1. Semester <br/>
''Projektkurs:'' Informatikpraktikum I (Gruppe B4) <br/>
''Projektkurs:'' Informatikpraktikum I (Gruppe B4)<br/>
''Betreuer:'' Prof. Dr. Ing.-Schneider <br/>
''Betreuer:'' Prof. Dr. Ing.-Schneider<br/>
''Musik:'' [https://www.bensound.com/royalty-free-music/track/epic Epic - Royalty Free Music<ref> Epic - Royalty Free Music - https://www.bensound.com/royalty-free-music/track/epic</ref>]                                                                                                                  <br />
''Musikquelle:'' iMovie<br/>
''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.
''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.


Zeile 131: Zeile 127:
* NXT 2.0 [https://www.lego.com/de-de/mindstorms/downloads/nxt-software-download] (zur Programmierung der Software)
* NXT 2.0 [https://www.lego.com/de-de/mindstorms/downloads/nxt-software-download] (zur Programmierung der Software)
* EV3 Lobby [https://education.lego.com/de-de/downloads/mindstorms-ev3] (zur Programmierung der Software)
* EV3 Lobby [https://education.lego.com/de-de/downloads/mindstorms-ev3] (zur Programmierung der Software)
* TortoiseSVN [https://tortoisesvn.net/index.de.html] (Datensicherung und -austausch zwischen den Teammitgliedern)
== Unterlagen in TortoiseSVN ==
Die Unterlagen der Teammitglieder sind für autorisierte Personen unter folgender URL erreichbar [https://svn.hshl.de/svn/Informatikpraktikum_1/trunk/Gruppen/Gruppen_WS1718/B4].


== Ausblick ==
== Ausblick ==

Aktuelle Version vom 25. Januar 2018, 19:39 Uhr

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 Fußball zu spielen.

"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

Schrägansicht rechts
Schrägansicht links



















Bemerkung: Da sich programmbedingt nicht alle Zahnräder korrekt platzieren ließen, fehlen im Konstruktionsplan in der Schussmotorik 2 Zahnräder pro Seite.

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
  • Mechanischer Tastsensor 1: Ballerkennung
  • Mechanischer Tastsensor 2: Hinderniserkennung

Softwarekonzept als Programm-Ablauf-Plan (PAP)

Programmablaufplan (PAP)

PAP als PDF-Dokument: Datei:RoboSoccer - Gruppe B4 PAP.pdf

Die Software des Roboters teilt sich, wie im PAP ersichtlich, in folgende Unterprogramme auf:

  • Buttonabfrage: Ermöglicht die Eingabe des Zieltors
  • Ballsuche: Auffinden und Fangen des Balls
  • Ausrichtung: Ausrichtung zum Tor und Schuss
  • Warten: Spiel pausieren








Bildmaterial

Werbeplakat von "Nr.27"



















Fotos

"Nr.27" auf dem Spielfeld während eines Torschusses
Schrägansicht rechts
Seitenansicht rechts
Vorderansicht
Seitenansicht links

























































Video

Video zum Roboter "Robo Fighter"

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
Musikquelle: iMovie
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.

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)
  • TortoiseSVN [7] (Datensicherung und -austausch zwischen den Teammitgliedern)

Unterlagen in TortoiseSVN

Die Unterlagen der Teammitglieder sind für autorisierte Personen unter folgender URL erreichbar [8].

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



→ zurück zum Hauptartikel: RoboSoccer WS 17/18