Mobile Roboter; Regelung; Bewegungssteuerung; Roboterfußball; Entwurf
de
Mobile robots; closed loop control; control unit; robot soccer; design
en
Abstract:
Ein Traum der Menschheit war es schon immer, intelligente künstliche Gefährten zu schaffen, vor allem zum Zwecke der Durchführung von Arbeiten oder Arbeitsschritten, die der Mensch nicht durchführen kann oder will: Roboter ("robota" = arbeiten). Die meisten aktuellen Entwicklungen von Robotern können einer von 2 Klassen zugeordnet werden:<br />stationäre Industrieroboter und mobile Roboter. Zweiteren widmet sich diese Arbeit.<br />Im Rahmen dieser Arbeit werden der Entwurf und die Realisierung einer mobilen Roboterplattform beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf die Bewegungseinheit und der Regelungssoftware gelegt wird. Die wichtigsten Anforderungen an das Design sind Modularität, Geschwindigkeit und Präzision der Bewegung.<br />Grundlage für das Design ist die Erhebung des Stands der Technik: Von der Art der Fortbewegung, der Sensorik, Kommunikation, existierende mögliche Hardware- und Softwareplattformen. Aufgrund der vorliegenden Anforderungen an die Roboterplattform wird die Systementscheidung für einen Microcontroller basierten Ansatz getroffen. Die im Rahmen der Arbeit vorgenommene Realisierung des mobilen Miniatur-Roboters "Tinyphoon" wird erläutert. Die Kernaufgaben der Regelungssoftware werden beschrieben: Messen der Raddrehzahlen, Ansteuerung der Motoren, Kommunikation über Funk sind nur einige der Aufgaben der Software. Die detailierte Dokumentation der resultierenden Softwaremodule und der Einsatz der Mikrocontrollereigenen Peripherie erleichtert die Wiederverwendung und Verbesserung.<br />Ansätze für mögliche Erweiterungen und Verbesserungen sind ebenfalls beschrieben.<br />
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It has been mankinds dream for long time to create artificial intelligent companions. Companions, that perform jobs which either can not be performed by humans, or jobs which man is not willing to perform:<br />robots. Two types of robots exist nowerdays: industrial and mobile robots. This paper deals with mobile robots. It describes design and implementation of a mobile robot platform with a clear focus on the movement control unit. The most important requirements to the design are modularity, speed and movement precision.<br />The design bases on aquisition of the state of the art: the type of movement, sensors, communication and existing reasonable hardware and software platforms. Due to the requirements to the robot, the design decision was taken in favor to a micro controller based approach.<br />The implementation of the mobile mini-robot "Tinyphoon" is described more in detail, including the closed loop control software: measurement of the wheel rotary speed, supplying the electric motors as well as communication via radio link are some of the software tasks. The paper includes a detailed documentation of the resulting software modules, which enables reuse and improvement for further activities to "Tinyphoon".<br />Approaches for potential improvements and extensions are described as well.<br />
