AKSEN - Controller für reaktive Roboter

Download Flyer:

Das AKSEN-Board wurde 2003 im Bereich 'Technische Informatik' im Fachbereich Informatik und Medien an der FH Brandenburg entwickelt und befindet sich seitdem in der Anwendung in Robot Building Labs an verschiedenen Fachhochschulen (u.a. Hannover, Brandenburg, Hamburg, Dortmund ... ) und Universitäten.

Das AKSEN-Board realisiert 2 Anwendungsfälle:

  1. als eigenständiger Controller für reaktive Robots (ähnlich 6.270, RCX, NXT, Arduino, C-Control etc.)
  2. als Aktor- und Sensorserver in einem RCUBE - System

Das AKSEN-Board tritt in unserem Labor die Nachfolge des 6.270-Boards an. Durch die langjährige Erfahrung mit verschiedenen Controllern für reaktive Roboter wurden von uns folgende Anforderungen definiert.

Besondere Eigenschaften

  • preemptives Multitasking, Semaphore
  • Servobank (max. 11 Servos)
  • native Programmierung mit C-Compiler unter GPL
  • Standalone-Betrieb
  • Bibilothek onboard
  • Senden von moduliertem IR (39kHz+100/125Hz)
  • Byteweise Ein- und Ausgabe
  • Userprogramm resistent ohne Stomversorgung (Flash)
  • Robust und reparierbar

Peripherie

  • 16 digitale Ein-/Ausgänge
  • 15 analoge Eingänge
  • 3 bis 11 Servo-Ausgänge
  • 3 Encoder-Eingänge, damit positionsgesteuerte DC-Motoren
  • 1 CAN-Interface
  • 4 Motor-Treiber (max. 1000mA)
  • 4 Lämpchen-Treiber (max. 600mA)
  • 1 modulierter IR-Ausgang (40kHz), 4 Decoder
  • 1 LCD-Anzeige

Sie wollen mehr wissen ...

  • Handbuch (1.5 MB, PDF)
  • Aktuelles CD-Release: AKSEN-CD Version 1.04 mit AKSEN-Lib 00.965, Flasher 1.4/0.3, Handbuch 1.04 (45 MB, zipped, 07.02.2005)
  • 20.12.2006 - Bugfix des Empfanges von moduliertem Infrarot und Umstieg auf sdcc 2.6.0 in der AKSEN-Lib 0.970: Migrationsanleitung auf Aksenlib 0970.pdf, EXPORT-0970.zip, sdcc
  • 11.05.07 - USB-RS232-Adapter: Bricht der Flashvorgang über einen derartigen Adpater ab, so versuchen Sie einen der beiden verzögerten Flasher (Windows) aus dem ZIP-File USB-RS232-flasher.zip
  • 08.12.2008 - Bugfix beim mehrmaligen Selbstbeenden eines Prozesses AKSEN-Lib 0.971: EXPORT-0971.zip (Migration wie bei 0.970)
  • Bauanleitung zum Selberlöten des AKSEN (PSD muss von der FH Brandenburg programmiert werden)

Ausprobieren

  • im KI-Labor jederzeit nach Absprache
  • Informationen zu Zubehör, kostenlosen Teststellungen bei Ingo Boersch

MASDAR CITY - Personal Rapid Transit (Projekt Künstliche Intelligenz im WS14/15)

Dienstag, Januar 27, 2015

Autonome Fahrzeuge zum Transport von Passagieren im öffentlichen Raum "nehmen Fahrt auf".

Nach einer Pressemeldung des BMVI plant Bundesverkehrsminister Dobrindt eine Teststrecke für autonome Fahrzeuge auf der Autobahn A9 in Bayern.

Singapur, mit dramatischen Problemen durch den Individualverkehr, geht noch einen Schritt weiter. Im Herbst 2014 testeten Besucher in zwei großen Parkanlagen ein PRT, bestehend aus führerlosen Taxis, die Golf Carts ähneln. Im nächsten Jahr soll das Projekt in die Strassen der Stadt ausgeweitet werden, um den Personentransport auf kurzen Strecken langfristig zu Fuß, mit dem Fahrrad oder dem PRT abzuwickeln. (Quelle: Technology Review).

Im Bachelor-Projekt orientieren wir uns an dem Anwendungszenario PRT und lösen es in vereinfachter Form.

Projekt im KI-Labor

Das modellierte PRT im KI-Labor besteht aus maximal drei erreichbaren Passagieren (blaue Bälle), die zu einer zentralen Veranstaltung (Linie AB) gebracht werden wollen. Natürlich einzeln und so schnell und sicher wie möglich. Aufgabe der Studenten ist somit der Entwurf, die Konstruktion und die Programmierung eines autonomen Roboters. Als globaler Sensor stehen dem Roboter Informationen über die aktuelle Verkehrslage (gesperrte Kreuzungen) zur Verfügung, die er zur selbständigen Planung seiner Fahrt verwenden sollte. Die Kombination aus Verkehslage und Passagierinformation bezeichnen wir als "Fahrauftrag". Der Roboter sollte beliebige gültige Fahraufträge erfüllen können. Die Aufgabenstellung erklärt die Details.

Ergebnisse

Beim Abschlusswettbewerb zum Tag der offenen Projekte am 22. Januar 2015 traten vier Temas mit funktionsfähigen Robotern an, in Klammern die in der Vorrunde transportierten Passagiere:

Jeder Roboter zeigte zunächst einzeln seine Fähigkeiten, gefolgt von einer Vorrunde mit jeweis drei Starts. Die gesammlten Punkte entschieden über den Einzug ins Finale. Jack the Ripper gewann die Vorrunde mit der maximal erreichbaren Punktzahl von 124, alle 12 Passagiere wurden innerhalb der Zeit fehlerfrei transportiert. Als Zweiter erreichte Robi das Finale, obwohl er bei den Passagieren ab und zu daneben griff. Theseus befolgte als ehrlichster Roboter exakt die Wettbewerbsregeln - auch wenn das bedeutete, wenige Zentimeter vor dem Passagier zu stoppen, da die Zeit von zwei Minuten abgelaufen war. Arbeitzeitregelungen gelten auch für Roboter. Driver zeigte mit dem A*-Algorithmus eine gute Planungsleistung, verzählte sich allerdings bei einigen Kreuzungen.

Im Finale "Drei Scheichs" zahlte sich die höhere Geschwindigkeit für Jack the Gripper aus, der damit einen Fahrgast mehr als Robi bediente.

Erreichte Punkte im Gesamtergebnis.

Fotos vom Wettbewerb

Bachelorarbeit Denis Weil

Freitag, Juni 13, 2014

Architektur und Nutzerschnittstelle zur Missionskontrolle und -Visualisierung für autonome reaktive Roboter in einem einfachen Personal Rapid Transit

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Applikation zur Missionskontrolle und –visualisierung zur Nutzung im Lehrprojekt „Masdar City“ im Bachelorstudiengang Informatik. Hierzu sind die Anforderungen zu analysieren, bspw. welche Phasen die Kommunikation umfasst, ein gegen Übertragungsfehler und -verluste abgesichertes Protokoll sowie eine Client-Server-Architektur zu konzipieren und umzusetzen. Der Funktionsnachweis soll mit einem Kommunikations-Simulator erbracht werden, der als Textdatei vordefinierte Testfälle abspielt.

Kolloqium: 13.06.2014

Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Jochen Heinsohn, Dipl.-Inform. Ingo Boersch

Download: A1-Poster

MASDAR CITY - Personal Rapid Transit (Projekt Künstliche Intelligenz im WS13/14)

Mittwoch, Februar 05, 2014
Einige Kreuzungen sind mit diesen Kugel gesperrt Wir wiederholen das schwierige Projekt "Masdar City" des letzten Jahres, in dem planende Roboter konstruiert und programmiert werden. Einen reaktiven LEGO-Roboter zu bauen ist zwar spannend, aber einen Roboter, der darüberhinaus zunächst einen optimalen Plan erstellen muss, ist etwas anpruchsvoller. Es handelt sich 'nur' um eine Planung in einer deterministischen Welt und auch die Fahrtausführung rechnet nicht mit dynamischen Überraschungen - aber dennoch muss ein passendes Suchverfahren mit wenig Speicher und CPU-Leistung umgesetzt werden. Der damit gefundene optimale Fahrweg ist aber noch kein Aktionsplan und erst noch in Handlungsanweisungen zu übersetzen. Die einfacheren Probleme reichen von der Regelung zum Linienfolgen, Getriebebau, Greiferkonstruktion bis zur Lokalisierung. Wird nur eines der Probleme nicht gelöst, erhält man trotz harter Arbeit einen nicht funktionierenden Roboter - Zeitplanung, Arbeitsteilung und realisitische Einschätzung von Schwierigkeiten werden missionskritisch.

Es folgen die Aufgabe und zwei Fahraufträge. Der zweite Fahrauftrag F23 ist im Finale von den beiden besten Robotern zu fahren und hat die Besonderheit, dass ein Passagier mit dem minimalen Weg von 15 zu holen ist, aber für diesen Weg 60 gleich lange Alternativen existieren - die Agenda einer normalen Breitensuche erzeugt damit eventuell ein Speicherproblem. Eine zweite Besonderheit ist die Erreichbarkeit aller Fahrgäste durch beide Roboter.

Folgende Roboter traten an, verlinkt sind die Projektberichte:
Die Systeme zeigten hervorragende Leistungen im Wettbewerb am 16.01.2014, fast alle funktionierten komplett. Im Finale wurde die zuverlässige Spacepolice knapp vom etwas schnelleren Bussomat überholt. Unten die bis zum Wettbewerb unbekannten Fahraufträge, die Punkteliste und Fotos vom Wettbewerb:
Fotos vom Wettbewerb

Perspektiven von PRTs

Mittelfristig (im nächsten Jahrzehnt) werden erste PRT-Installationen in Städten im Nahverkehr auftauchen, bspw. wenn Strassenbahnen ersetzt werden oder in Fussgängerzonen. Die Firma Ultra Global PRT, die das System in Heathrow betreut, plant die Schnittstellen der Pods zur Fahrstrecke und zum Zentralrechner zu standardisieren und freizugeben, um auf diese Weise einen Wettbewerb von Pod-Herstellern zu starten. Angeboten wird auch einen Simulator, mit dem die ungefähre Anzahl an Pods für die eigene Installation bestimmt werden kann. Das Heathrow-PRT besteht aus 4 km Strecke, 21 Pods und bewegt ca. 1500 Gruppen am Tag.

In Deutschland ist uns keine Installation im öffentlichen Raum bekannt, es sei denn man zählt die fahrerlose U-Bahn in Nürnberg dazu. Aber es gibt sicher einige Systeme in Vergnügungsparks oder Gartenschauen.

Euroaweit tut sich eine Menge, bspw. das CityMobile2-EU-Projekt in einigen Städten. Eine bekannte europäische Firma ist 2getthere aus Holland, die das System in MASDAR-City baut. Eine weitere Firma (Frankreich) ist ROBOSOFT, die im Fort of Simserhof in Bitche (France) ein Transportsystem für Touristen installiert hat.

PRTs werden sich ihre Berechtigung bei hohem Passagier-Durchsatz, in abgeschlossenen Gebieten oder bei Kurzstrecken erarbeiten. Wenn Sie weitere Beispiele in Deutschland finden, wäre das auch für uns interessant, Mail siehe Kontakt. 

Projekttage des von-Saldern-Gymnasiums im KI-Labor

Donnerstag, September 12, 2013

Folie aus der Einführungspräsentation 19 Schüler und Schülerinnen des von-Saldern-Gymnasiums haben erfolgreich an den Projekttagen „C und LEGO“ im Bereich „Intelligente Systeme“ des Fachbereiches Informatik und Medien vom 09.09.2013 bis 12.09.2013 teilgenommen. Das beste Team erreichte 95 Punkte. Welche Aufgaben gelöst werden, entscheiden die Schüler selbst.

Inhalt:

  • Entwurf und Konstruktion eines autonomen Systems mit dem AKSEN-Board
  • Programmierung reaktiver Systeme in C
  • Kennenlernen von Sensorik und Aktorik kleiner Roboter
  • Vorstellung der Lösungen

Dauer: 15 h

Fotos vom Wettbewerb:
Fotos vom Wettbewerb

MASDAR CITY - Personal Rapid Transit (Projekt Künstliche Intelligenz im WS12/13)

Dienstag, Februar 19, 2013

 Fahrauftrag und KodierungPRT - Personal Rapid Transit

Ein PRT-System ist eine Flotte kleiner Fahrzeuge, die jeweils eine oder wenige Personen ohne Zwischenhalt zu individuellen Zielen transportieren. Das derzeit größte geplante PRT-Netz mit 30.000 3000 Fahrzeugen entsteht in Masdar City, einer am Reißbrett entworfenen Stadt in der Wüste der Vereinigten Arabischen Emirate. In Masdar City sollen 50.000 Menschen CO2- und energieneutral leben und arbeiten. Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren wird es dort nicht geben. Eine erste Testinstallation eines PRT-Netzes der Firma 2getthere (Niederlande) mit 10 Fahrzeugen, zwei Personen- und drei Frachtstationen ist seit August 2011 in Masdar City in Betrieb.

Probleme im PRT-Netz entstehen bei Überlastung (globaler Stau) oder durch liegenbleibende Fahrzeuge. Der damit verbundene Verlust befahrbarer Strecken erfordert ein Neuplanen von Fahrtrouten. Und hier kommen Sie ins Spiel.

Aufgabe

Ihr Roboter erhält den Auftrag, eine oder mehrere Personen abzuholen und zum Ziel zu bringen. Das Streckennetz ist ein einfaches Gitter, in dem es allerdings zu Störungen und damit unbefahrbaren Kreuzungen kommen kann. Die gute Nachricht ist, das Sie über globales Wissen verfügen und die aktuelle Karte der befahrbaren Wege dem Roboter kurz vor dem Start zur Verfügung gestellt wird.

Es ist eine der schwierigsten Aufgaben der letzten Jahre in diesem Projekt, da zusätzlich zur Roboterkonstruktion und -programmierung auch die Breitensuche eines optimalen Pfades zwar nach Lehrbuch aber mit vielen Detailproblemen zu lösen ist. Diesmal existiert keine Minimallösung (eingängig, wiederholbar, einfach zu bauen [BHL98]) - entweder ALLE Komponenten erfüllen ihre Aufgabe oder das System scheitert. Der Umfang der zu lösenden Teilprobleme erfordert eine klare Arbeitsteilung im Projekt, 10 Studenten in vier Teams nahmen teil.

Folgende Roboter traten an, verlinkt sind die Projektberichte:

Die Systeme zeigten hervorragende Leistungen im Wettbewerb am 17.01.2013, alle funktionierten. Die Wege wurden korrekt geplant, nur die Zeitbegrenzung von zwei Minuten führte zu einigen nicht transportierten Passagieren und Lebenspunkte gingen verloren. Das Finale gewann Crawling Hornet vor V4P8S: Punkte.pdf 

Fotos vom Wettbewerb: Fotos vom Wettbewerb

[BHL98] Boersch I., Heinsohn, J; Loose, H.: AMS in der Lehre. In: Dritter Brandenburger Workshop Mechatronik. Brandenburg, 1998

Autonomes Segelboot - Letzter Wassertermin im goldenen Oktober

Montag, Oktober 22, 2012

Letzter Wassertermin 2012 - das Boot wird zum Wasser getragen. Am Mittwoch, den 17.10.2012, konnte die Projektgruppe 'Autonomes Segelboot' des Master-Studienganges Informatik dank mildem Wetter einen letzten Wassertermin im laufenden Jahr durchführen. Die Gelegenheit wurde dankbar angenommen, um die Neuzugänge des 1. Semesters in die Praxis des Projektes einzuführen.

Das Segelboot führte ein Reihe von Testläufen durch, während derer die neuen Projektmitglieder selbst Steuerung und Planung übernehmen konnten. Es wurde klar, dass das Projekt noch viele Aufgaben bereithält.

Sailing: Robot vs. human

Dienstag, August 14, 2012
Bekanntmachung Mission Agent Sairo (ein Programm zur Steuerung des autonomen Segelbootes) tritt gegen Jochen Heinsohn in einem Up-and-down-Kurs auf dem Beetzsee an. Die Navigationsaufgabe entspricht einer Einzelaufgabe beim WRSC und besteht aus dem Überqueren einer 3m-breiten Startlinie, Fahrt gegen den Wind um eine Boje gegen die Uhrzeigerrichtung und Rückkehr über die Startlinie

Mission

The objective of the navigation contest is to evaluate a boat’s ability to accurately navigate a short upwind‐downwind course, all without manual between two red marks sailing windward to a mark in approximately 20‐60 m distance. After rounding the mark on port, the boat shall sail between the red marks again.
[Sailing instructions, World Robotic Sailing Championship / International Robotic Sailing Conference 2011, Universität zu Lübeck, online]

Regeln

  • 20‐60m langer Kurs mit einer Wende
  • Abwechselnd drei Versuche, die beste Runde zählt
  • Koordinaten der Bojen sind erst kurz vorher bekannt
  • Zeitmessung beginnt bei Linienüberquerung
  • Keine Punkte in der Runde bei: Bojenberührung,manuellem Eingriff bei Sairo
  • Start gegen den Wind

Ergebnisse

Fotos

Results
Table: Winner at 14.08.2012 is human

waypoints of the agent
Fig: Waypoints of the agent

Screenshot mission control station
Fig: Screenshot mission control station

Erste autonome Motorfahrt des Segelroboters

Mittwoch, April 18, 2012

Ende April scheint der Segelroboter mit der neuen Architektur bereit für die erste Mission: autonome Fahrt zu einem Zielpunkt - ohne Segel mit Motor. Ideale Bedingungen bot hierzu das Gelände des Märkischen Seglervereins Brandenburg nahe der Regattastrecke, bspw. ein Ruderboot und Steg. Wetterbedingungen: leicht bewölkt, trocken, 16°C, Windstärke 0-1.

Masterstudenten beim Aufbau des Segelroboters

Mehr Fotos

Folgendes sollte getestet werden:

1. Handlebarkeit:

  • Transport Boot und Team
  • Inbetriebnahme am Wasser (Mast, BootsPC starten, GPS-Tracker aktivieren, Boot schließen)

2. Generelle Anforderungen:

  • Schwimmfähigkeit
  • Wasserdichtigkeit
  • Schlagseite

3. Funktionalität Fernsteuerung:

  • Steuerbarkeit der Aktorik
  • Boot damit navigierbar?
  • Reichweite

4. Funktionalität WLAN:

  • Ad-Hoc-Verbindung realisierbar
  • Reichweite

5. Programm manueller Modus (Fernbedienung + VNC):

  • Sensorwerte anzeigen: Kompass, GPS
  • Werte plausibel?
  • Aktoren tatsächlich ohne Funktion?

6. Programm autonomer Modus:

  • Steuerbarkeit der Aktorik durch BPC
  • Umschalten zwischen den Modi

7. Missionen

  • Mission definieren, übertragen und starten
  • Anfahrt GPS-Punkt (geradeaus, verschiedene Längen) + Halten der Position
  • mit An- und Abschalten des Motors
  • Fahrt Quadrat/Rechteck/Dreieck aus GPS-Punkten
  • Fahrt zu einem Polygon aus GPS-Punkten

8. Laufzeiten der Akkus protokollieren: Boot, Bootsrechner, Ufer-PC

Beim Meilenstein ergab sich eine lange Liste von neuen Aufgaben und insbesondere war der Motor durch den BootsPC nicht mit einer ausreichenden Geschwindigkeit ansteuerbar, so dass der Missionskern des Meilensteins nicht voll erreicht wurde. In zwei Wochen auf ein Neues.

Projekt Autonome Mobile Systeme im WS 2011/12

Donnerstag, Januar 26, 2012
Kvaerner Verfahren 2.0 - KI-Projekt im WS 11/12
Die 4 Roboter des Projektes Der ambitionierte, aber fehlgeschlagene Versuch der 'Zicke' im letzten Projekt mit einer direkten Fahrt durchs Labyrinth den Sieg zu erringen, inspirierte zwei Teams zu ähnlichen Konzepten: Roboter Thunder mit Hecklenkung und Abstandssensorik zum Wandfolgen, sowie Flying Knipser mit Odometern und aktiver Lokalisierung. Beides sehr vielversprechend und eine starke Konkurrenz zu den beiden Linienfolgern FOOK und Scared Lizard. Diese hatten allerdings eine 'geheime' Strategie in der Hinterhand, die bei zu schnellen Gegnern einen destruction-Modus vorsah, der eine der Spielregeln ausnutzte.

Somit herrschte eine erfreuliche Vielfalt von Lösungsansätzen, die einen unvorhersagbaren Wettbewerb am 12. Januar hervorbrachte. Das Finale gewann Scared Lizard mit einer zuverlässigen Leistung vor Flying Knipser, der als Favorit ins Rennen ging, aber ungeklärt abbog. Hier die Aufgabe.

Es wurden 4 Roboter gebaut, Reihenfolge wie rechts im Bild:
  • Thunder von Sebastian Gräbitz, Dennis Schmidt
  • FOOK (Flaming Octo-Optokoppler) von Josef Mögelin, Mathias Seetge
  • Flying Knipser von Christian Heile, Sebastian Ali Nasrollahkan Shahrestanaki
  • Scared Lizard von Benjamin Hoffmann, Daniel Schmidt
Die Projektpräsentation zur Informania wurde pragmatisch auf Unterhaltung ausgerichtet, rückte die Roboter und den Wettbewerb in den Mittelpunkt und wurde von den Kommilitonen auf den ersten Platz gewählt. Einen wesentlichen Anteil hatten dabei sicher die Kurzfilme (113 MB).

Dafür Fotos vom Wettbewerb (Fotograf Ronald Zimmermann).
Die Studenten des AMS-Projektes gewinnen die Informania 2012

Projektwoche Autonome Mobile Systeme vSG

Dienstag, Juni 28, 2011

An fünf Tagen vom 20. bis 24. Juni 2011 bauten 21 Schülerinnen und Schüler des Leistungskurses Informatik der 11. und 12. Klassen des von-Saldern-Gymnasiums im KI-Labor autonome Roboter. Die Woche endete mit dem Abschlusswettbewerb am Freitag, 24. Juni, 13 Uhr im KI-Labor (Raum 130 im Informatikzentrum).

Thema: Das Kværner-Verfahren

Download: Plakat 

Die Roboter basieren auf dem AKSEN-Board und müssen zum Lösen der Aufgabe ein robustes Getriebe, Sensoren zum Erkennen des Startsignals und der Linien und Kreuzungen aufweisen. Problematisch war diesmal die hohe Anzahl gering untersetzter Getriebe und die damit verbundenen Probleme mit nicht vollständig geladenen Akkus und schwer zu kontrollierenden Regelschleifen. Auch war der Platz (und die Luft) etwas knapp, dank der neuen Klimanalage, die bald in Betrieb geht. Folgende Roboter traten an:

  • Troll
  • Das Fahrrad
  • Alcoopterix 4.0
  • Aligator13
  • Kirbey
  • Triple X
  • Bernd

Natürlich ging am Wettbewerbstag Einiges schief, Roboter gaben vorm Wettbewerb ihren Geist und die Konstrukteure die Hoffnung auf. Im Einzelwettbewerb löste sich die Spannung, als die Teams gegenseitig ihre Systeme präsentierten, und dabei feststellten, dass von sieben Systemen nur drei den Wegpunkt A erreichen. Im Konkurrenzkampf setzen sich Kirbey und Das Fahrrad durch, wobei Kirbey zweimal sicher die volle Punktzahl erreicht. Das Finale gewinnt Kirbey.

Ergebnisse: Punkte (pdf)  und Fotos von R. Zimmermann

Diplomarbeit von Robert Müller

Montag, März 14, 2011

Konzeption eines autonomen Segelboots und Realisierung eines Reaktions-Prototyps

Ziel der Arbeit ist der Entwurf eines autonomen Segelbootes und die Erstellung eines ersten Reaktionsprotypen. Die besondere Schwierigkeit des Themas liegt in der Vielzahl zu treffender missionskritischer Einzelentscheidungen, die ein Verständnis des Gesamtsystems als autonomer Roboter voraussetzt.

Eine Anforderungsanalyse soll zeigen, welche Komponenten für ein autonomes Agieren eines Segelboots notwendig sind und wie sie in das Gesamtsystem eingegliedert werden. Dabei ist eine sorgfältige Auswahl der Komponenten zu treffen, wobei besonderes Augenmerk auf Kriterien wie zum Beispiel Platzbedarf, Gewicht oder Stromverbrauch gelegt wird, da in diesen Bereichen Beschränkungen mit der Verwendung eines Segelboots einher gehen. Nachfolgend muss jede Komponente einzeln auf ihre Funktionalität getestet werden. Bei den der Sensorik oder Aktorik angehörenden Bauteilen muss sichergestellt sein, dass über eine Schnittstelle auf die zur Verfügung gestellten Messwerte zugegriffen bzw. Steuerbefehle an sie übergeben werden können. Anschließend sollen alle Komponenten in geeigneter Form miteinander verbunden und im Segelboot untergebracht werden, wobei auf Wechselwirkungen zu achten ist, welche die Komponenten in ihrer Funktion einschränken könnten.

Wichtig ist außerdem die Realisierung einer hardwarebasierten Fallback-Möglichkeit, sodass im Notfall eingegriffen werden kann und von autonomer zu manueller Steuerung gewechselt werden kann. Schließlich soll es ein zentral im Hauptcontroller ausgeführtes Programm ermöglichen, alle von den Sensoren gelieferten Messwerte abzufragen und auszugeben, Steuerbefehle an die Aktoren zu senden und auf eventuelle Eingaben eines Benutzers zu reagieren.

Kolloquium: 11.03.2011

Betreuer: Prof. Dr. Jochen Heinsohn, Dipl.-Inform. Ingo Boersch

Download: A1-Poster, Diplomarbeit  

Projekt Autonome Mobile Systeme im WS2010/2011

Donnerstag, Januar 20, 2011
Kvaerner Verfahren - KI-Projekt im WS 10/11
Studenten bauen bessere Roboter als Schüler, oder?
Nachdem die Schüler des Saldern vor einigen Wochen erfolgreich Roboter für die Aufgabe Kvaerner-Verfahren gebaut haben, wurde die Aufgabe gesteigert und an Studenten gestellt. Die zusätzliche Schwierigkeit war das Fehlen von Orientierungslinien auf dem Testareal. Es zeigte sich in einer Vielzahl von Lösungsansätzen, dass das Wissen zu Programmierung und Navigation aus dem Studium durchaus hilfreich ist. Hier die Aufgabe.
Es wurden 4.5 Roboter gebaut:

Die Punkteliste zeigt den knappen Sieg des Stanglnator. Eine kurze Präsentation (12 Minuten) zu den 4 Robotern senden wir als Grußwort an die HAW Hamburg zum dortigen Roboterwettbewerb:

Fotos vom Wettbewerb (Fotograf Ronald Zimmermann).

Projektwoche Autonome Mobile Systeme vSG

Freitag, September 03, 2010

An fünf Tagen vom 13. bis zum 17. September 2010 bauten 13 Schüler des Leistungskurses Informatik der 13. Klassen des von-Saldern-Gymnasiums im KI-Labor autonome Roboter. Die Woche endete mit dem Abschlusswettbewerb am Freitag, 17. September, 13 Uhr im KI-Labor (Raum 130 im Informatikzentrum).

Thema: Das Kværner-Verfahren

Download: Plakat 

Die Roboter basieren auf dem AKSEN-Board und müssen zum Lösen der Aufgabe ein robustes Getriebe, Sensoren zum Erkennen des Startsignals, der Linien und Kreuzungen aufweisen. Das auch die strukturierte Programmierung eine wesentliche Rolle spielt, war sicher eine Erkenntnis der Woche. Folgende Roboter traten an:

  • Alpha-Bot
  • Predator 13
  • Robozicke
  • Optimus Prime
  • PaMaMa

Im Wettbewerb hatte der Favorit Optimus Prime Probleme beim Linienfolgen und konnte die hervorragende Leistung der vorangegangenen Tage nicht stabil wiederholen. Auch Robozicke wollte mit dem Kopf durch die Wand, obwohl sie im Vorfeld schon das Labyrinth gemeistert hat. Predator 13 fuhr besser als erwartet, die Spitze übernahmen in den Vorrunden PaMAMa und Alpha-Bot mit zuverlässigen Fahrten und Kollisionen. Im Finale erreichte Alpha-Bot den Punkt C um wenige Sekunden früher und wurde so von PaMAMa nur wenig getroffen. Alpha-Bot erreichte und blockierte somit Punkt D (Beweisfoto).

Ergebnisse: Punkte (pdf)  und Fotos von R. Zimmermann

Entertainment Robots - KI-Projekt im WS 09/10

Samstag, Juli 31, 2010
Entertainment Robots - KI-Projekt im WS 09/10
Mister Plüsch Vorgabe war diesmal keine konkrete Aufgabe, sondern nur das Thema "Entertainment Robots". Entwerfen, konstruieren und programmieren Sie einen Roboter, der Menschen angenehm die Zeit vertreibt - bspw. mit Bewegen, Reagieren, Sinne reizen, ÜBERRRASCHEN oder Lernen. Inspiration war unsere Sammlung von Kurzfilmen kurioser Roboter. Umgesetzt wurden folgende Ideen:

Mister Plüsch

  • Studenten: Andre Morgenthal, Marcel Geßner, Stephan Lapoehn
  • Mr. Plüsch ist ein behaviorbasierter autonomer, mobiler Roboter, der durch sein herziges Aussehen (hiefür wurde einem Plüsch-Schneemann das Fell über die Ohren gezogen) und kecke Ohrenbewegungen eine Tierähnlichkiet hervorruft. Werden die Ohren von roten Laserpointern getroffen, so drehen sie sich weg und der Roboter versucht zu fliehen. Dabei achtet er auf Hindernisse und rollt mit den Augen. Die ambitionierten Ideen warfen in der knappen Zeit nicht komplett umzusetzen.
  • Projektdokumentation

Trash Box Robot

Trash Box Robot
  • Studenten: Peter Hirschfeld, Sebastian Schmidt, Thomas Tröllmich
  • TBR beruht auf der einfachen Idee: "Einen R2D2 gibt es noch nicht, also bauen wir einen". Der TBR verfügt über Hindernisvermeidung mit IR-Reflektion und Sonarsensor, eine Kamera zur Rot- und Gründetektion, einen LiIon-Akku, modifizierte Servomotoren, ein Speakerboard mit Verstärker, einen beweglichen Deckel (Öffnen und 360°-Drehen mit Schleifkontakten!), LED-Zeilen zur Stimmungsanzeige - alles wie bei den anderen Robotern gesteuert durch das AKSEN-Board. Umgesetzt wurde eine behaviorbasierte Architektur mit esaklierenden Stimmungen und Original-Starwars-Sounds. Zusammen mit dem nächsten Roboter war er der Star bei der öffentlichen Präsentation.
  • Projektdokumentation

Magic Cube Hacker

Film CubeHacker und Trash Box Robot
  • Studenten: Felix Schwarz, Maik-Peter Jacob, Marcel Haase
  • Ein Roboter, der selbständig einen verwürfelten Zauberwürfel (Rubik's Cube) erkennt und löst, hat drei Probleme: die Mechanik zum Kippen und Drehen, die Bildverarbeitung zum Erkennen der Lage der Würfelsegmente und nicht zuletzt die Suche im Lösungsraum oder wenigstens einen Lösungsalgorithmus. Nun diese Projektarbeit konnte alle Probleme lösen. Die Lösungszeit beträgt ca. 45 Min, die Zuverlässigkeit hängt etwas vom Umgebungslicht ab - aber es funktioniert.
  • Projektdokumentation

Projektabschluss

Projektabschluss war die Präsentation der Roboter bei der Informania in Brandenburg (Artikel Lokalzeitung) und in der Buchhandlung Lehmanns in Hamburg (Fotos), traditionell mit den anderen AKSEN-Labs der HAW Hamburg und der FH Dortmund.

Hier einige Filme aus Hamburg: Ein kompletter Lauf des Zauberwürfel-Lösers im Zeitraffer bei Youtube:

Projekttage Saldern - 2010

Dienstag, Januar 26, 2010

Der Leistungskurs Informatik (12. Klasse, 17 Schüler) führte am 25. und 26. Januar 2010 ein zweitägiges Projekt im KI-Labor durch.

Ablauf erster Tag:

  • Begrüßung durch Prodekan Prof. Dr.-Ing. J. Heinsohn
  • notwendige Konzepte in ANSI-C (A. Ripperger)
  • AKSEN-Einführung (I. Boersch)

Ablauf zweiter Tag:

  • Praktikum AKSEN
  • Arbeit an den Aufgaben.pdf, Ziel 15 Punkte!

Beispiel:

  • Aufgabe 6 (Lichtschalter) 7 Punkte + Aufgabe 14 (Helligkeitslauflicht) 8 Punkte oder
  • Aufgabe 30 (Fernsteuerung) 17 Punkte
  • Empfehlung zwei einfache Aufgaben

Eine Aufgabe ist gelöst und wird abgenommen, wenn:

  • Funktion: funktioniert?, funktioniert immer?
  • Einfachheit: überflüssiger Code?, geht es einfacher?
  • Verständlichkeit: strukturiert?, kommentiert?

Ob die Punkte erreicht wurden, ist hier zu sehen.

Ein paar Fotos

KI-Projekt im WS 08/09 - RoboCup-FH 2009

Montag, März 09, 2009
KI-Projekt im WS 08/09 - RoboCup-FH 2009
Studenten, Roboter und Betreuer

Aufgabenstellung

Nun die Aufgabe klingt einfach: Gewinnen Sie den Wanderpokal zurück, den die FH Brandenburg vor einigen Jahren für den Fussball-Wettbewerb zwischen den KI-und-Robotikprojekten der FH Hannover, HAW Hamburg und FH Dormund gestiftet hat. Kann das klappen? -

5 Gründe für Zuversicht (was gibt es nur an der FHB):

  • 4 Damen im Projekt
  • Kompass-Sensoren, Li-Akkus (beides aber nicht eingesetzt)
  • Kamera zur Ballerkennung mit hoher Reichweite
  • neue Routine zur Torerkennung mit hoher Reichweite
  • PEARLBOND 103 (inzwischen auch in Hamburg)

Teilnehmer

Panzobo (BRB), Nr. 7 (BRB), Cederic (DO), Horst (DO), Failbott (HH), Hamster (HH), Pinky (H), Karl-Heinz (BRB), Brain (H), Corny V2 (DO), Orange Bug (DO), Chuckbotter (HH), Randale-Bot (HH), Demo-Bot (HH)

Ergebnis

Es war ein entspannter Wettbewerb, natürlich mit viel Emotion bei Toren und Eigentoren (Karl-Heinz), Getriebeschäden (Panzobot), unsichtbaren Bällen (Nr. 7). Zeitweise bestanden gute Chancen, als bspw. Karl-Heinz wiederholt den Ball erkämpfte und schnurstracks aufs gegnerische Tor sprintete - oder was er dafür hielt, denn es war eine Speigelung an der Bande. Panzobot konnte trotz Kamera den Ball nicht erkennen, es erging ihm hier nicht besser als Nr. 7, der ebenfalls kurz vorm Ball auf Ausweichkurs ging. Das Finale ziwschen zwei Hamburgern gewann Hamster gegen Failbott mit 3:2.

Beobachtungen und Lehren

Karl-Heinz startet
  • nur ein Roboter benutzte einen Ballkäfig, Kicker wurden aus Spulen (+ 4 9V-Blocks), LEGO-Zahnstangen als Schusszunge oder Hebeschaufel realisiert, Dribbler wurden keine gesehe
  • Hamburger nutzen durchgängig die qfix-Plattform mit neuen Getriebemotoren, allerdings wird gewechselt, da zuviel Verschleiß - Dortmund schlägt hier den Motor RB35 vor
  • 12V-Motoren, die bei zu hoher Leistung die Motortreiber zerstören, können auch das AKSEN beschädigen
  • die A4-Begrenzung führt zu Türmen - eine Gewichtsbegrenzung einführen?
  • omnidirektionale Roboter verlangsamen auf ca. 1/3 auf Schlingen-Auslegeware
  • aus Dortmund kam ein Balsaholz-Roboter (gute Idee) mit selbstentwickelter Platine für die Beaconerkennung
  • IR-Empfänger SFH313 sehen den Ball auf ca. 70cm, Kalibrierung auf Umgebungslicht durch Drehen auf der Stelle, Parallelschaltung (verOdern) von IR-Sensoren
  • Sensoren zur Ballbesitzkontrolle über dem Ball nach unten richten
  • Distanzsensorik (ausser bei den Brandenburgern) ausschließlich Sharps mit Verstärker (3 bis maximal 4 Stück pro Roboter)
  • Beacons aus Hamburg sind deutlich stärker als Originale, d.h. Reflektionen an Wänden, T-Shirts etc.
  • fast fertige Plattformen bieten Wettbewerbsvorteil (gewollt?)
  • HAW: gemischte Teams aus Angewandter und Technischer Informatik, Kooperation mit Technikern machbar?
  • überwiegend reaktive Systeme, viele mit Multitasking
  • Ballerkennung wichtiger als Hindernisvermeidung (hier genügt Zufallsfahren)

Dokumentationen

KI-Projekt im WS 07/08 - Hasenjagd 2008

Sonntag, Januar 20, 2008
KI-Projekt im WS 07/08 - Hasenjagd 2008

Aufgabenstellung

Hasenjagd 2008 Die gleiche Aufgabenstellung wie im vorigen Semester mit anderen Studenten - kann von den Vorgängern gelernt werden? Durchaus, robuste Systeme ohne Ausfall im Wettbewerb, das Starten klappte und wir sahen tatsächlich minutenlange Verfolgungsjagden. Hilfreich war dabei sicher die verbesserte Detektionsfunktion, so dass sich die Hasen kaum verstecken konnten.

Auf dem kleinen Feld wurden die Hasen erwartungsgemäß nach kurzer Zeit gefangen. Auf dem großen Feld zeigte der omnidirektionale Dr. Dreh geschickte Manöver, war aber trotz 12V-Versorgung zu langsam. Die Endrunde mit drei Systemen ergab Punktegleichheit und wurde mit Zeitmessung wiederholt. Hierbei konnnte sich das System HAuFU von Stefan Malkwitz und Andy Bertz knapp gegen Lulu4 und Oh'Bot'o'Bot durchsetzen.

Im Showkampf gegen den Sieger des vorigen Semesters POINK fing HAuFU den Hasen nach 43 Sekunden und wurde selbst nach 30 Sekunden gefangen.

Verbesserte Erkennung von moduliertem Infrarot

Montag, Dezember 03, 2007

Im Projekt “Hasenjagd” im WS 07/08 erwies sich die Detektion des fremden Infrarotsignals (mit 100 bzw. 125 Hz moduliertes Infrarotlicht auf einem 39kHz-Träger) als schwierig, sobald der eigene IR-Sender eingeschaltet wurde. Dieser Beitrag beschreibt ein Detektionsverfahren, das schon in der einfachsten Version eine deutliche Verbesserung der Erkennungsleistung im Vergleich zur AKSEN-Bibliothek zeigte. Vielleicht auch interessant für Fussballspieler in Hamburg und Dortmund?

Das PDF beschreibt die Lösung und enthält einen Codeschnipsel, zur Simulation dient die Excel-Datei.

detektion-von-ir.pdf losungswege.xls 

Trafosstation mit LEGO-Roboter besprüht

Donnerstag, Oktober 25, 2007

Das Projekt
Die Stadtwerke Brandenburg schützen ihre Liegenschaften durch ein besonderes Konzept vor Graffiti - regionale Künstlergruppen versehen die Gebäude, Stromkästen, Trafostationen mit Kunstwerken. Die Initiative und Themen gehen dabei von den Stadtwerken aus, dennoch bleibt den Künstlern noch viel Raum zur Verwirklichung eigener Ideen.

Im Projekt mit dem Fachbereich Informatik und Medien der FHB ging es um die Verbindung von LEGO-Bausteinen, Technik und Informatik - das trifft so ziemlich genau das RobotBuildingLab,  welches seit 1996 im Labor für Künstliche Intelligenz des Fachbereichs angeboten wird. Ein besonders fortgeschrittener Roboter mit einem RCUBE-System wurde als Motiv gewählt und fotorealisitsch auf einer Trafostation in der Bauhofstraße "verewigt".

Der Roboter R2D0 ist ein Roboter, der über eine Kamera seine Ladestation sucht und sich so autonom mit Energie versorgt. Der Roboter kommt ohne jegliche Funkverbindung aus. Konstruiert wurde er von den Informatik-Absolventen Martin Ahlborg und Ronny Menzel.

Die Gestaltung und Ausführung wurde von der Brandenburger Gruppe um Guido Raddatz vorgenommen, weitere Arbeiten und Kontakt unter goldenehaende.de und pikfein.com.

17. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium

Samstag, September 29, 2007
17. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium Brandenburg/Havel
Das Siegerteam Der Leistungskurs Informatik der 12. Klassen des BB-Gymnasiums traf sich in der Woche vom 24. bis 28. September 2007 zur Konstruktion autonomer Roboter. Ausgewählt wurde die Aufgabe Kvaerner-Verfahren, bei der ein bekanntes Labyrinth möglichst schnell zu durchqueren ist.

Überraschend und sehr erfreulich war, dass alle sechs Teams einen komplett funktionierenden Roboter bis Freitag fertiggestellt hatten. Alle Roboter konnten das vollständige Labyrinth durchfahren und sogar von beiden Seiten starten (allerdings einige erst nach einem erneuten Download nach dem Auslosen). Natürlich gab es Unterschiede in der Geschwindigkeit und der Robustheit, die dann letzendlich die Platzierung im Abschlusswettbewerb bewirken. Den ersten Platz gewann das Team "Paulchen".
Leider wurde die Punktetabelle im Anschluss an den Wettbewerb zerstört, so dass wir nur die folgende aus dem Gedächtnis rekonstruierte Version zeigen können: Auswertung und Fotos.

Einige Filmschnipsel aus der Mitte der Woche, leider nicht alle Systeme:
/downloads/bbg17/PC240136.MOV.AVIdownloads/bbg17/PC240137.MOV.AVIdownloads/bbg17/PC240138.MOV.AVIdownloads/bbg17/PC240139.MOV.AVIdownloads/bbg17/PC240140.MOV.AVIdownloads/bbg17/PC240141.MOV.AVIdownloads/bbg17/PC240142.MOV.AVIdownloads/bbg17/PC240143.MOV.AVIdownloads/bbg17/PC240144.MOV.AVIdownloads/bbg17/PC240145.MOV.AVIdownloads/bbg17/PC240146.MOV.AVI

Und ein fast geglückter Durchlauf von Erwin: downloads/bbg17/PC240147.MOV.AVI

KI-Projekt im SS 2007 - Hasenjagd

Freitag, Juni 22, 2007
KI-Projekt im SS 2007 - Hasenjagd
Nun, es war mal wieder Zeit für eine aufregende

Aufgabenstellung
Logo der Hasenjagd Konstruieren Sie einen Fuchs, der auf einem begrenzten, unbekannten Spielfeld einen künstlichen Hasen fängt. Konstruieren Sie einen Hasen, der auf einem begrenzten, unbekannten Spielfeld nicht von einem künstlichen Fuchs gefangen wird. Hase und Fuchs sind derselbe Roboter.

Wie immer klingt die Aufgabe einfach, doch nach und nach werden die Teilprobleme aufgedeckt: Fahren, Fahren ohne sich an Hindernissen zu verfangen, Hasen oder Fuchs suchen, Sonnenlicht, Stromspitzen, Multitasking, Mechanik, halbvolle Akkus usw. - nicht zu vergessen die "gegnerischen" Teams, die auch eine Strategie verfolgen.
Vier ordentliche Roboter traten am Semesterende gegeneinander an, die Vorhersage des Endergebnisses wäre reine Spekualtion gewesen. Es gewann das System POINK von Matthias Friese, Martin Schwenke und Gregor Landmann.


Das nebenstehende Logo wurde 1998 anlässlich der ersten Hasenjagd von Christian Imann entworfen.

Motortreiber durch externe H-Brücke ersetzen

Donnerstag, Mai 03, 2007

Roboter von G. und T. Kolberger

Gerd und Tim Kolberger beschreiben im folgenden PDF, wie die Motortreiber des AKSEN durch die RN-Mini H-Bridge ersetzt werden können, um Motoren größerer Leistung anzusteuern. Anwendung fand die Idee für einen omnidirektionalen Fussball-Roboter mit Faulhaber-Motoren für den Robocup Junior: aksenexternemotordriver.pdf 

Opfersensor für Robocup Junior Rescue

Montag, März 12, 2007

Roboter Robocup Rescue

Ein Artikel von Sascha Schneider beschreibt den Opfersensor, der mit einfachen Mitteln silberne und grüne geklebte Objekte vom Untergrund und der schwarzen Linie unterscheiden kann. opfer-oder-nicht-opfer.pdf 

KI-Projekt im WS 2006/2007 - Fußballroboter auf Reisen

Montag, Februar 05, 2007
KI-Projekt im WS 2006/2007 - Fußballroboter auf Reisen
Studenten aus Brandenburg Im Februar traten zwei von FHB-Studierenden konstruierte autonome Roboter fußballspielend im Turnier gegen ihre Konkurrenten aus der FH Hannover, HAW Hamburg und FH Dortmund an. Gastgeber war am 2. Februar 2007 die Fachhochschule Dortmund, nachdem der Wettbewerb 2006 in der Buchhandlung Lehmanns in Hamburg und 2005 im Labor für Künstliche Intelligenz der FH Brandenburg stattfand. Das Turnier ist eine kleine Tradition zwischen den Studierenden der (inzwischen) vier Fachhochschulen und schließt an der FHB das Projekt „Künstliche Intelli-genz“ von Prof. Heinsohn und I. Boersch für Studierende des siebenten Fachsemesters der Infor-matik im Sommersemester ab.

Alle fünfzehn entstandenen Roboter basieren auf dem im FBI entwickelten AKSEN-Board, das in den Laboren der beteiligten Fachhochschulen verwendet wird. Sie verfügen über Infrarot- und Sonarsensoren zur Wanderkennung, Sensoren für die Ortung von Ball und Tor, teilweise über Odometrie und Kompass und natürlich vielfältigste Antriebs- und Schußmechanismen (bspw. Maggie mit der Schußzunge). Doch erst ein Programm verbindet Sensorik und Aktorik zu einem intelligenten System, hierbei kommen Automaten und behaviorbasierte Ansätze zur Anwendung.

Trotz vieler guter Ideen konnten die Brandenburger Roboter dieses Jahr nicht die ganz großen Erfolge erringen und der Wanderpokal geht für ein Jahr an die Studierenden der FH Dortmund. Hier einige Fotos.

Die Brandenburger Roboter:

  • Maggie von J. Walther, M. Koplin und C. Paschen (Beschreibung)
  • Bart von J. Lanvers und C. Jager
Präsentation des Gewinners aus Dortmund

AKSEN-Lib 0.970

Mittwoch, Dezember 20, 2006

Die AKSEN-Lib 0.970 behebt einen Fehler der Infrarotdetektion beim Multitasking und stellt auf SDCC Version 2.6.0 um. Wir empfehlen den Umstieg und haben die Bibliothek mit einer Migrationsanleitung für Windows (Dank an Christoph Paschen) auf http://ots.fh-brandenburg.de/aksen bereitgestellt.

Regelwerk zum RoboCupFH

Donnerstag, Oktober 26, 2006

Grundregeln

  • G1: Was nicht verboten ist, ist erlaubt
  • G2: Der Tisch bleibt unberühr
  • G3: Es dürfen keine externen, absichtlich beigefügten Kräfte auf den Roboter einwirken (Wind etc.
  • G4: Der gegnerische Roboter darf nicht (absichtlich) zerstört werde
  • G5: Allgemeine Grundlage sind die RoboCup Junior 2004 SOCCER Regeln (http://www.robocup.org)

Spielregeln

  • S1. Spieldauer: 2 x 90 Sek. mit Seitenwechsel
  • S2: Es wird „1 gegen 1“ gespielt.
  • S3: Es gibt 2 Halbzeiten mit je 90 Sekunden. Die Pause zwischen den Halbzeiten beträgt maximal eine Minute.
  • S4: Falls nach 2×90 Sek. kein Sieger ermittelt wurde, wird 90 Sekunden um ein Golden Goal gespielt, wird auch hier keine Entscheidung gefunden, folgen abwechselnd 5 Elfmeterversuche von den 5 neutralen Punkten, dabei gilt ein Zeitlimit von 20 Sekunden pro Versuch. Dabei wird der Roboter jeweils vom Schiedsrichter an beliebiger Position auf der Mittellinie gestellt – jeweils ausgerichtet auf das gegnerische Tor. Gibt es auch nach dieser Elfmeterrunde keine Entscheidung, wird gelost.
  • S5: Jedes Team hat vor dem Spiel, sowie in der Halbzeit, max. eine Minute Zeit, den Roboter zu initialisieren, dabei gibt der Schiedsrichter an, welcher Roboter auf welches Tor schießt. Bei Spielstart wird jeder Roboter von einem Teammitglied gestartet. Das Startsignal kommt vom Schiedsrichter.
  • S6: Beim Start und nach jedem Tor wird der Ball durch den Schiedsrichter in die Mitte des Feldes, die Roboter durch je ein Teammitglied direkt vor das eigene Tor gestellt.
  • S7: Während des Spiels darf nur der Schiedsrichter über die Spielfeldumrandung greifen, Ausnahme sind die Initialisierung, das Starten des Roboters am Anfang jeder Halbzeit und Neustart nach einem Tor. Greift ein Teammitglied trotzdem ein, hat die gegnerische Partei das Spiel automatisch gewonnen.
  • S8: Bei einem Foul, Verhaken der beiden Roboter oder ähnlichem stellt der Schiedsrichter beide Roboter auf der Höhe der Verkeilung mit der Front zur Wand ( sie stehen also mit dem Rücken zueinander ). Der Ball wird genau zwischen die beiden Roboter platziert. Nun wird das Spiel fortgeführt.
  • S9: Bei aktueller Langeweile darf der Schiedsrichter nach freiem Ermessen den Ball, einen oder beide Roboter auf den nächstgelegenen neutralen Punkt setzen.
  • S10: Definition Tor: Der Ball muss die Rückwand der Toreinbuchtung berühren
  • S11: Ist ein Roboter nicht mehr funktionsfähig, bleibt er auf dem Spielfeld stehen, bis die aktuelle Halbzeit vorüber ist.
  • S12: Drohnen sind nicht erlaubt.

Irreführungen

  • I1: Es dürfen keine absichtlich verlorenen Teile auf dem Tisch platziert werden
  • I2: Das Signal des Balles darf nicht simuliert werden - da die Roboter aus Brandenburg als Abstandssensoren mit Infrarotsendern arbeiten, heisst das hier: zusätzliche Infrarotquellen müssen gepulst werden.
  • I3: Die Torsignale dürfen nicht simuliert werden

Roboter und Spielfeld

  • R1: Über jedem Tor befindet sich ein IR-Beacon (100 Hz bzw. 125 Hz unterschiedlich für die beiden Tore). Die IR-Beacon sind jeweils 25 cm über dem Tor angebracht.
  • R2: Die Größe der Roboter im Urzustand ist auf die Fläche einer DIN-A4-Seite beschränkt, dieses gilt auch für die beweglichen Teile – wenn ein klappbarer Greifarm installiert ist, darf der Greifarm nach dem Ausfahren maximal 5cm über das DIN A4 Blatt herausragen.
  • R3:Zur kontrollierten Ballführung sind zwei Mechanismen erlaubt: R3.1 oder R3.2
  • R3.1: An der Front dürfen zwei Kabelbinder oder Legoleisten angebracht sein, um den Ball besser kontrollieren zu können, diese dürfen maximal 75% des Balldurchmessers lang sein. Der innere Abstand zwischen den Kabelbindern / Legoleisten darf sich nach vorne nicht verjüngen, es sind ein offener Winkel bzw. parallele Abstände erlaubt. Zusätzlich dürfen die Leisten seitlich gesehen nur so viel verdeckten, dass der Ball immer noch mindestens 50% frei sichtbar ist. Mit dieser Art von Ballführung ist eine Fahrt mit Ball erlaubt. Jede weitere Massnahme, den Ball festzuhalten (z.B. Tape), gilt als „Ballkäfig“.
  • R3.2: Es darf an der Front ein Ballkäfig installiert werden, den der Roboter senken darf (und somit den Ball am Roboter sichert). Wird der Ballkäfig vom Ball entfernt, muss sich zunächst der Roboter etwa 10 cm (einen Handbreit) vom Ball entfernen, um somit dem gegnerischen Roboter die Möglichkeit zu geben, den Ball unter Kontrolle zu bringen, bevor auf das Tor geschossen wird. Wird der Ball zu lange kontrolliert, wird der Roboter ohne Ball vom Schiedsrichter willkürlich auf einen neutralen Punkt gesetzt. Der Ball bleibt am Platz liegen.
  • R4: Sobald der Roboter den Ball im Ballkäfig hat, kann dieser sich mit dem Ball maximal für 3 Sekunden frei bewegen. Nach Ablauf der 3 Sekunden muss dieser sich vom Ball eine Handbreit entfernen und 1 Sekunden stehend warten, bevor zum Schuss angesetzt wird.

16. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium

Freitag, September 15, 2006
16. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium Brandenburg/Havel
Testlauf Der Leistungskurs Informatik der 12. Klassen des BB-Gymnasiums traf sich eine Woche zur Konstruktion fussballspielender Roboter.

Verschiedene Lösungen mit Servokicker, Rotorkicker und - nicht zu schlagen - dem Propellerkicker traten am Freitag, den 8.9.06 gegeneinander an. Vier Teams mit Fotosensoren, davon 3 mit automatisch einstellbarer Empfindlichkeit, und eine Steuerung mit IR-Abstandssensoren mussten sich beweisen. Da das Licht für einige Teams egal und für andere wichtig war, wurde es in jedem Wettbewerb verlost. Mit viel Glück gewann so "The Punisher" 4 mal von 5 Losen das von ihm dringend benötigte Licht. Gegen die starke Luftschraube war kein Kraut gewachsen, so dass er nur die 'dunkle' Runde verlor.

Knapp, aber verdient erreichte auch das Team "Horst K." das Finale. Es hatte eine Riesenchance, da der "Punisher" versehentlich mit halbleerem Akku an den Start ging - das Spiel war zu gewinnen.

Leider warf "Horst K." nach wenigen Sekunden Spielzeit seinen Rotor über die rote Linie ins gegnerische Spielfeld und wurde disqualifiziert.

KI-Projekt im SS 2006 - Minotaurus

Freitag, Juni 23, 2006
KI-Projekt im SS 2006
Siegreicher Roboter Gabi
  • Aufgabenstellung: Autonome Theseus-Roboter, siehe Aufgabenstellung
  • Nach wenigen Wochen stellten sich die fünf Teams als hervorragende Roboterkonstrukteure heraus, so dass die Rahmenbedingungen etwas schwieriger gestaltet werden konnten (auch in der Wirklichkeit ändert sich oft das Pflichtenheft während der Implementierungsphase). Ins Zielgebiet des Testareals wurde eine Rampe eingefügt, die Schwierigkeiten bei zu tief sitzenden Linienfolgesensoren erzeugt. Kreative Lösungen waren hierzu Schubkarren, Sensoren auf Höhe der Radachsen und Neigungssensoren.
  • Beim Wettstreit am Donnerstag, den 22. Juni 2006, zeigte sich, dass die Roboter die Aufgaben alle hervorragend lösen konnten. Dies ist erkennbar an den Punkten der Einzelwertungen und daran, dass der Minotaurus in neun von zehn Runden besiegt wurde.
  • Durch den parallelen Start zweier Systeme setzten sich Unterschiede in Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit durch. Erstmals in der zehnjährigen Geschichte unserer AMS-Wettbewerbe erreichte ein Roboter die theoretische Höchstpunktzahl von 5 x 29 = 145 Punkten - der Roboter Gabi. Es soll am Aufkleber gelegen haben.
    Hier die Ergebnisse.
  • Einige Fotos

AKSEN-Roboter beim Robocup in Bremen

Montag, Juni 19, 2006
Grasow-Gymnasium mit AKSEN-Roboter beim Robocup in Bremen
Die Schülermannschaft
  • Juni 2006: Die Chaos Designer vom Grasow Gymnasium starteten bei der Robocup Weltmeisterschaft in Bremen in der Disziplin RoboCupJunior Rescue Secondary mit einem selbstkonstruierten AKSEN-Roboter. Hier traten 38 Mannschaften aus aller Welt gegeneinander an: Deutschland (13), China (7), Slowakei (3), Portugal (3), Japan (3), Australien (2), Grossbritannien, Argentinien, USA, Taiwan, Norwegen, Iran, Irland. Gestartet wurde zur Anregung der Kommunikation in paarweiser Kooperation.
  • Die Aufgabe: Liniefolgen (inklusive Ecken, Lücken und Rampen), Finden und Anzeigen von grünen und silbernen 'Opfern', Umfahren von Hindernissen und entgegenkommenden Robotern. Der Parcour in Bremen war entsprechend einer Weltweisterschaft sehr schwierig, aber lösbar. Preise wurden vergeben an ein Team aus Taiwan, zwei aus China, zwei aus Japan, zwei aus Deutschland und das irländische Team.
  • Fotos der Schüler

Berufsorientierte Wirtschaftswoche BBG15

Freitag, März 03, 2006
Berufsorientierte Wirtschaftswoche BBG15
Die Freitags-Maschinen
Die Freitags-Maschinen (Bild 1, Bild 2)
Freitags-Maschinen werden von der Idee bis zur Präsentation an einem einzigen Tag konstruiert und programmiert.
  • Team 1 + 2: IR-Basisstation ud autonomer mobiler Sucher
  • Team 3: Bergsteiger mit Hindernisdetektion
  • Team 4: Hubschrauber mit Schalter
  • Team 5 + 6 + 7: Laufmaschine mit Hindernisdetektor und -Räumer

Roboterfussball in der Buchhandlung

Donnerstag, Februar 23, 2006
Roboterfussball in der Buchhandlung

AIS WS05/06 RoboCup (FH) die Zweite

Das Finale - Hamburg gegen Brandenburg
  • Vier Studenten der Studienrichtung "Intelligente Systeme" fuhren am Freitag, den 10. Februar 2006 nach Hamburg und nahmen dort mit ihren Robotern an einem Wettkampf für Fussballroboter teil. Anstoss war um 18 Uhr in der Lehmanns Fachbuchhandlung (Kurze Muehren 6 / Naehe Hauptbahnhof).
  • Katja Orlwoski, Regina Wehren, Maurice Hüllein und Benjamin Hoepner konstruierten und programmierten ihre autonomen Robotersysteme im Projekt und in der LV "Applikation intelligenter Systeme" im Modul IS3. Der Wettstreit findet zum zweiten Mal zwischen der Fachhochschule Dortmund, der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg und der Fachhochschule Brandenburg statt.
  • Teilnehmer: 6 Roboter aus Hamburg, 4 Roboter aus Dortmund und 2 Roboter aus Brandenburg
Die Brandenburger Roboter

Die Hamburger Roboter

Das Team aus Brandenburg

Lehren aus dem Wettbewerb

  • Leichte Roboter leicht im Vorteil
  • Präziser Schuss wichtig (Elfmeter)
  • Zuviel Kraft zerstört bei Blockade das Getriebe
  • Dortmunder Riemenantrieb bewährt
  • Ballkäfig hat Vorteile gegen schwache Roboter, aber Nachteile gegenüber anderen
  • Lowcost-Infrarot-Lösung (FHB) für Abstandsmessung ausreichend
  • Nur reaktive Roboter am Start
  • Beste Frauenquote in Brandenburg
  • Buchhandlung als Wettbewerbsort sehr geeignet
Fotos

14. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium

Freitag, September 09, 2005
14. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium Brandenburg/Havel
Methan

KI-Projekt im SS 2005

Samstag, Juli 09, 2005
KI-Projekt im SS 2005
Gruppenbild Brandenburg, Hamburg, Dortmund Videos Vorrunde
  • Vorbereitung
  • Böse Giraffe (FHB) - Cylon Warrior (HAW) 3:0
    Erste. und zweite Halbzeit
  • RoboX (FHD) - Darth (HAW) 0:5
    Erste und zweite Halbzeit
  • Yellow Panther (FHB) - Yoberd (HAW) 1:0
    Erste und zweite Halbzeit (mit Koggenfahrt)
  • Böse Giraffe (FHB) - Hansebot (HAW) 2:0
    Erste und zweite Halbzeit
  • Darth (HAW) - Yoberd (HAW) 1:0
    Spiel
  • Böse Giraffe (FHB) - RoboX (FHD) 3:0
    Erste und zweite Halbzeit
  • JaMeCa (FHB) - Cylon Warrior (HAW) 0:3
    Erste und zweite Halbzeit
  • Yellow Panther (FHB) - RoboX (FHD) 1:0
    Erste und zweite Halbzeit
Videos Halbfinale
  • Yellow Panther (FHB) - Cylon Warrior (HAW) 2:3 nach Elfmeterschießen
    Erste und zweite Halbzeit, Elfmeter
  • Böse Giraffe (FHB) - Darth (HAW) 1:2
    Erste und zweite Halbzeit
Videos Finale

CF-Modul

Dienstag, März 15, 2005

Das CompactFlash - Speichermodul (kurz CF-Modul) ist Teil des RCUBE Systems. Es bietet die Möglichkeit, im autonomen Betrieb größere Datenmengen auf einem FAT16-Dateisystem der CompactFlash-Karte zu speichern bzw. zu lesen. Damit können Sensor-, Lern- oder andere Daten über einen Stromausfall hinweg erhalten werden. Die Daten der CF-Karte lassen sich in einem üblichen Kartenlesegerät in den PC einlesen.

Die Verbindung mit den anderen Boards erfolgt über den CAN-Bus. Andere Boards des Systems können so über CAN-Pakete Daten lesen oder schreiben.

Nutzerhandbuch CF-Modul

Maschinelles Lernen am Laufroboter ELFE - KI-Projekt WS 2004/2005

Dienstag, März 01, 2005

Maschinelles Lernen am Laufroboter ELFE - KI-Projekt WS 2004/2005

ELFE-Roboter

Zusammenfassung

Es ist ein schnelles Bewegungsmuster für den elfbeinigen Roboter ELFE zu erzeugen, dazu sind verschiedene aus der Vorlesung bekannte Verfahren einzusetzen.

Projektziel

Der elfbeinige Roboter ELFE wurde konstruiert, um eine definierte Morphologie beim Testen der automatischen Erstellung von Bewegungsmustern einsetzen zu können. Insbesondere verbietet der Roboter vermutlich die manuelle Erstellung eines exzellenten Bewegungsmusters und zwingt so zu automatischen Verfahren.
Ziel des Projektes ist die Anlage einer Bibliothek ladbarer Bewegungsmuster für diesen Roboter, insbesondere zur schnellen Fortbewegung. Es ist weiter zu prüfen, ob erfolgreiche Muster durch Rotation für andere Richtungen der Bewegung anwendbar sind. Dabei sollen verschiedene Ansätze zum Einsatz kommen, ein Extrem wäre z.B. die manuelle Erzeugung eines Musters. Voraussetzung für den Vergleich ist eine Testumgebung aus Hard- und Software, die im ersten
Projektabschnitt erstellt wird.

komplette Aufgabenstellung

Ergebnisse

A1-Poster zur ELFE Der Umfang des Versuchsaufbaus war für ein Projekt zu groß, so dass als wesentliches Projektergebnis der Versuchsaufbau in Hard- und Software realisiert wurde. Es können damit automatisch Individuen im Evolutionsprozess erzeugt und auf der ELFE evaluiert werden.

Dokumentation der Lösung
A1-Poster der Projektgruppe
Kurzvortrag zur Mitte des Projektes
Film eines handcodierten Bewegungsmusters (10 MB)

Programm und Quellen (für Visual-C 6.0, AKSEN-Bibiliothek 0.965)

13. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium

Freitag, September 10, 2004
13. Projektwoche Bertolt-Brecht-Gymnasium Brandenburg/Havel
Plakat

Energieautonome Mobile Roboter

Donnerstag, Juni 20, 2002
KI-Projekt im SS 2002 - Energieautonome Mobile Roboter
Farnell Logo

Aufgabe

Die Aufgabe dieses Semester besteht in der Konzeption, Konstruktion und Programmierung eines energieautonomen mobilen Roboters. Sie erhalten dazu ein AMS-Kit sowie ein kleines Budget für selbstentwickelte Hardware (z.B. Dockingstation). Ziel ist ein Roboter, der im zugewiesenen Areal endlos "lebt" und seine Energiereserven bei Bedarf autonom auffüllt.

Energieversorgung mobiler Systeme

Wie wird mobilen Systemen Energie zugeführt?

Projektplan

Phase Dauer in Wochen
Einführung, Bau eines autonomen mobilen Systems 3
Konzeption der Docking-Lösung 3
Bestellung und Verteidigung der Konzeption 2
Konstruktion und Programmierung 4
Wettbewerb "Wer lebt am längsten" 1

Verlauf

Datum Ereignis
Freitag, 21. Juni 2002:
9:00 Uhr - Robot Team2 hat mehr als 13 Stunden geladen und scheint seine anvisierte Ladeschlußspannung nicht zu erreichen - Änderung des Quellcodes - Neustart - wäre fast ein Punkt für Team1, aber Robot Team1 starb den Heldentod durch unbemerktes Hängenbleiben an seiner Ladestation; er entlud sich vollständig - damit ein Punkt für Team 2 für das Überleben - damit steht es 0:1:0 für Team 2
Samstag, 22. Juni 2002
22:30 Uhr - Robot Team 2 dreht sich endlos mit \"Runtime Error 9\" (Rangeoverflow durch Floa-Int-Cast) im Kreis - Reset notwendig, damit ein Punkt für Team 1 - damit steht es 1:1:0
Sonntag, 23. Juni 2002
Um 21.45 Uhr wurde von Team 1 festgestellt, dass \"Sid\"(Team2) in seinem fortgeschrittenen Alter verstorben ist. Nach Verlust des altersschwachen linken Rades ist er jämmerlich verhungert. Die Wiederbelebungsversuche von Team 1 waren leider Gottes nicht erfolgreich. Team 1 hofft auf Reinkarnation von \"Sid\" als \"Sid-2\". Somit steht der Testlauf bei: 2:1:0 Auf ein faires Match .. Michael Hensel, Mark Rambow, Yann Wacker
Donnerstag, 27. Juni 2002
Wartungspause - 17:00 Uhr Neustart der Systeme
Mittwoch, 10. Juli 2002
Darth Vader verschob seine Dockingstation und hatte kein Chance zum Andocken mehr, damit ein Punkt für Team 2 - damit steht es 2:2:0
Freitag, 12. Juli 2002
Abschalten der Roboter bis 6.8.2002 wegen Urlaub.
Dienstag, 6. August 2002
Einschalten der Roboter: Beide Roboter haben trotz des ausgeschalteten Boards ihre Akkus komplett entladen - Sid kannte noch sein Programm, DarthVader kannte sich selbst nicht mehr. DarthVader konnte problemlos mit einem neuen Akku und seinen Programm bestückt werden und fuhr sofort los. Bei Sid lässt sich der Akku nicht ohne weiteres wechseln, so dass der Akku 20 min mit 600 mA (an)geladen wurde, dann kroch auch Sid zur Dockingstation.
Freitag, 9. August 2002
Darth Vader schein ein Problem mit seinem IR-Abstandssensor zu haben - er verhungerte an der Docking-Station. Ob das Team ihn wieder belebt? Sid (Team 2) erhält einen Punkt - damit steht es 2:3:0
Donnerstag, 22. August 2002
Eigentlich nichts besonderes - Sid zieht seit 16 Tagen zuverlässig seine Bahnen, nur an den Achsen tritt vermehrt Staub von zermahlenen LEGO-Steinen aus.
Freitag, 30. August 2002
Sid wird abgeschaltet - das Spielfeld wird für die Projektwoche gebraucht. Damit ergibt sich folgender Endstand: Sid gewinnt mit über 30 Tagen Fahrzeit knapp gegen DarthVader, der zum Schluß mit einem defekten IR-Sensor verhungerte.

Projektschein

Weg zum Projektschein
Die feierliche Übergabe des Sponsoringbetrages

Das KI-Projekt wird gesponsort von Farnell Deutschland

Farnell Deutschland stellt im Rahmen ihres Education Programms die elektronischen Bauteile für das Projekt zur Verfügung.
Im Bild übergibt Field Sales Manager Michael Jainz die Gutscheine an Prof. Heinsohn.

Wesentliche Erkenntnisse des Projektes

Der Gastronome-Roboter erzeugt Energie aus Zuckerstückchen
  • Es ist möglich, energieautonome Roboter mit 6.270-Boards + Legotechnik umzusetzen.
  • Behaviorbasierte Architekur (Subsumption/Brooks) gut geeignet
  • Behaviors müssen mit einer Erwartungshaltung observiert werden (Zeitlimit, Streßlevel o.ä.)
  • Behaviors der Selbstbeobachtung müssen zufällige Entscheidungen treffen, um dead locks zu vermeiden
  • Lichtabhängigkeit der Systeme (insbesondere beim Hindernisvermeiden) durch IR-Differenzmessung vermeidbar
  • Ladeschaltung zum Aufladen von Robotern mit 6.270-Boards wurde entwickelt
  • Fotos aus dem Projekt
  • Eine Bewertung von Akkutypen bezüglich der Eignung für Autonome Mobile Systeme finden Sie im Poster zu Akkumulator-Arten (Schülerpraktikum Mathias Menge)

Links

  • SlugBot - Ein Roboter sammelt Schnecken zur Energiegewinnung (IAS-Labor der University of the West of England)
  • Gastrobots - Roboter, die Ihre Energie aus natürlichen Materialien, z.B. aus Zuckerwürfeln, beziehen (University of South Florida)