Roboter-Hardware
Unsere aktuellen Roboter, die Sparrows 03, gehören bereits zur zweiten Generation selbst entworfener und gebauter Roboter unseres Teams. Bewährt haben sich eine runde Form, damit sie sich wenig verhaken, sowie ein pneumatischer Kicker mit einem Presslufttank, der genug Luft für ein Spiel enthält. Abbildung 2 zeigt eine Schemazeichnung der aktuellen Robotergeneration.
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Abbildung 2: Der zentrale Rechner des Roboters ist ein IBM-Notebook, mit blauem Deckel und grauem Gehäuse dargestellt. Ein Stockwerk darunter sind der Antrieb zusammen mit der Batterie (grau) und dem Druckluftbehälter (violett) untergebracht.
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Um Probleme mit der Stromversorgung zu umgehen, werden alle Roboter mit einem kleinen Laptop betrieben. Der Hauptsensor der Roboter ist die Firewire-Kamera DFW V-500 von Sony. Firewire hat im Gegensatz zu analogen Kameras mit Framegrabber-Karten den Vorteil, dass es keine Probleme mit dem Zusammensetzen der Halbbilder (De-Interlacing) gibt. Speziell bei Eigenbewegungen und Rotationen liefern die Firewire-Kameras ein deutlich besseres Bild. Weitere Sensoren sind Infrarot-Abstandsmesser sowie Umdrehungszähler für die Räder (so genannte Odometrie).
Die Komponenten innerhalb der Roboter sind per CAN-Bus verbunden. Das ist ein serieller Bus aus dem Automobilbau, der mit ungeschirmten Leitungen auskommt und sehr fehlertolerant ist. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass sich Komponenten am Bus direkt miteinander unterhalten, ohne jeweils über den Rechner zu gehen. Der CAN-Bus ist über einen externen Controller am Parallelport des Laptops angeschlossen.
Steuerung und Bildverarbeitung
Ein solch komplexes Projekt wie eine komplette Roboteranwendung erfordert eine durchdachte Software-Architektur. Die Software soll möglichst unabhängig von der tatsächlichen Roboterhardware funktionieren, damit Komponenten wie zum Beispiel die Selbstlokalisierung nicht nur im Roboter-Fußball, sondern zum Beispiel auch in einer Büroumgebung funktionieren.
Die von uns entwickelte Middleware für Roboter, kurz Miro genannt, ist einerseits eine solche Abstraktionsebene für die Hardware-Ansteuerung und bietet andererseits verschiedene Softwarerahmen für die Roboteransteuerung und die Verarbeitung der Videobilder. Miro basiert auf Corba[4], wodurch unterschiedliche Programmteile leicht auf verschiedene Rechner verteilt werden können, was für rechenintensive Aufgaben oder das Debugging sehr nützlich ist. Miro erfreut sich wachsender Beliebtheit, ist unter der GPL freigegeben und auf[5] erhältlich.
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