Erweiterte Fahrmanöver für einen autoähnlichen Modellroboter
Die Professur für Prozessautomatisierung beschäftigt sich in der Forschung sowie der Lehre mit dem Thema der autonomen mobilen Robotik. Während in der Lehrveranstaltung “Projektpraktikum Mobile Roboter” ein auf einem einfachen Mikrocontroller basierter Roboter programmiert wird (Lange et al., 2018), zielt der für die Lehrveranstaltung “Projektpraktikum Autonome Systeme” entworfene Roboter TUCar (Proaut, 2022) auf die Implementierung höherer Algorithmen unter Verwendung eines embedded PC Systems ab.
Mit dem TUCar wurde im Rahmen zweier Bachelorarbeiten ein autoähnlicher mobiler Roboter im Umfeld eines Straßenszenarios entworfen. Eine am Roboter angebrachte Omni-Kamera nimmt eine sog. Top-View Ansicht für die Fahrzeugumgebung auf. Die via ROS auf einen stationären Rechner übertragenen Daten werden u.a. für eine Pose-Schätzung des Roboters im Straßenszenario verwendet. Eine weitere Komponente, implementiert mit Stateflow® in Simulink®, realisiert eine einfache Steuerungsarchitektur. Dabei ist das System so konzipiert, dass auch mehrere Fahrzeuge gleichzeitig agieren können, was das Nachstellen von typischen Straßenszenarien, wie das Abbiegen an einer Kreuzung, ermöglicht. Hervorzuheben ist auch die existierende Gazebo-Simulationsumgebung. Durch die exakte Nachbildung der Fahrzeuge und der Umgebung kann ohne weitere Anpassung des entwickelten Programms zwischen Realität und Simulation umgeschaltet werden – ermöglicht die Arbeit im „Home-Office“.
Im Rahmen der anzufertigenden Arbeit soll die Funktionalität des Roboters in Bezug auf ausführbare Fahrmanöver erweitert werden. Dies beinhaltet zunächst eine dynamische Pfadplanungskomponente, die auch andere Verkehrsteilnehmer (andere TUCars) berücksichtigt. Darauf aufbauend sollen Fahrmanöver wie überholen, Kolonnenfahrt oder Abbiegen mit und ohne Ampel implementiert werden. Einparken quer und längs zur Fahrtrichtung kann ebenso Bestandteil sein.
Voraussetzungen / Vorkenntnisse:
- Linux-Kenntnisse sind von Vorteil
- MATLAB®, Grundlagen
Weiterführende Links zum Thema:
- Können erfragt werden.
Literaturquellen
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Lange, S., P. Weissig, A. Uhlig, and P. Protzel (2018). “TUC-Bot: A Microcontroller Based Robot for Education”. In: Robotics in Education (RiE). Ed. by W. Lepuschitz, M. Merdan, G. Koppensteiner, R. Balogh, and D. Obdržálek. Advances in Intelligent Systems and Computing. Springer International Publishing, pp. 201–213. isbn: 978-3-319-62875-2. doi: 10.1007/978-3-319-62875-2_18.
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Proaut - Professur Prozessautomatisierung | ETIT | TU Chemnitz (2022). TUCar | Mobile Roboter. url: https://www.tu-chemnitz.de/etit/proaut/de/roboter/tucar.html (visited on 04/12/2022).