Lego Mindstorms NXT Wettbewerb Team: Siegmund Schleiss, David Kirschen und Ingo Stallknecht (6. Semester Bachelor Mathematik/Physik) Betreuer: Monika Harant, Benjamin Reh und Prof. Dr. Katja Mombaur Bau eines Roboters, der Würfel sammelt und Hebel umlegt im Wettstreit mit einem gegnerischen Roboter Probleme Die Hebel Aufgabenstellung • Betätigung der 3er-Hebel mittels eines festmontierten unbeweglichen Legostabs an der Seite des Roboters • Betätigung des 2er-Hebels mittels eines am Greifarmkomplex befestigten beweglichen Legostabs ● ● → ausklappbarer Rammbock Erste Überlegungen • Zuallererst stellten wir fest, dass die einzige Aktion, die sofort erledigt werden muss, das Aufsammeln der Würfel ist. • Infolgedessen entwarfen wir einen Roboter, der besonders gut darin ist, Würfel zu sammeln mit der Fähigkeit, mehrere Würfel gleichzeitig transportieren zu können. • Da der Endzustand der Hebel für die Bepunktung entscheidend ist, war es für uns endgültig klar, die Priorität auf die Würfel zu setzen. • Des Weiteren mussten wir uns eine fehlerrobuste, schnelle Methode zum Folgen der Linien auf den Spielfeld überlegen, weswegen wir uns mit einem Lichtsensor an der Außenkante der Linie orientierten. • Auch galt es, eine gewisse Sicherheit beim Aufnehmen der Würfel zu gewährleisten, weswegen wir uns für einen Greifarmkomplex mit Käfig entschieden. ● Unser Roboter ● ● Ertasten der Würfel Finden des Würfels durch Suchbewegung und Aufsammeln unter Zuhilfenahme von Magneten Stabilisierung des aufgesammelten Würfels mittels eines Bewegungsablaufes des Greifarmkomplexes Kollisionsvermeidung • Ultraschallsensor zur Erkennung von Objekten → Stehenbleiben+Wenden bei potentieller Kollision Die mangelnde Präzision der zur Verfügung gestellten Sensoren und Motoren stellte im Anbetracht der zu erledigenden Aufgaben eine große Herrausforderung da Programm zum Linienfolgen abhängig vom Akkuladestand Tastsensor klemmt oft → daher befestigten wir ein Gummiband zur gleichmäßgen Kräfteübertragung Software • Zerlegen der Hauptfunktionen in einfache Funktionen (Divide and Conquer) z.B.: moveto()<-drive()<-followline() Ergebnis Strategie ● Die Würfel ● SS 2015 ● Haupstrategie: – Sammeln der Würfel und Transport zum Ablagebereich – Betätigung des 2er-Hebels – Umlegen der 3er-Hebel – gegen Ende eine fest einprogrammierte Sequenz, die sehr schnell drei Hebel umlegen kann Eine Abwandlung ebenjener Haupstrategie besteht darin, die Würfel erst gegen Ende abzulegen, da so die Gefahr des gemeinen Würfelraubs minimiert wird. Ein programmierbarer Legoroboter, welcher fähig ist, einer Linie zu folgen, Hindernisse zu erkennen, Würfel aufzusammeln und Hebel umzulegen Extras: • Implementierung verschiedener Spielstrategien für verschiedene Gegner • eigener implementierter Soundtrack! • mehrere Würfel können gleichzeitig transportiert werden Ausblick • Mechanik: Umändern der Sensorenposition, sodass es möglich ist, vorwärts und rückwärts einer Linie zu folgen, sowie eine kompaktere Bauweise zur besseren Kollisionsvermeidung • Software: Einige Abläufe sind leider hochgradig abhängig vom Akkustand. Infolgedessen gilt es, Verfahren zu entwickeln, welche relativ fehlerrobust sind.
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