Hausprojekt: Mobile, autonome Roboter - "ASIC-Robo"
Inhalt
Im Rahmen zweier Studienarbeiten wurde Ende 2004 der mechanische und elektrische Aufbau eines autonomen, mobilen Roboters sowie dessen Programmierung realisiert. Dabei konnte man auf die gewonnenen Erfahrungen vom Projekt "ASIC-Auto" zurückgreifen.
Elektronisches Kernstück des Roboters sind ein Zero-Power-CPLD und ein Xilinx-FPGA. Die 2005 durchgeführten Tests und die daraus resultierende notwendige Projektüberarbeitung wurde mit Hilfe studentischer Hilfskräfte durchgeführt.
Dieses batteriebetriebene, zweirädrige, ca. tellergroße Fahrzeug ist mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet und soll dementsprechend viele unterschiedliche Aufgaben autonom ausführen, z.B.
- Verfolgen einer schwarzen Fahrspur
- Reagieren auf "Gegenverkehr" und "In-Kette-fahren"
- Ausweich- und Wendemanöver bei festen Hindernissen
- Einlesen und Verarbeiten von Strichcodes incl. Anzeige
- Streckenauswertung und Weglängenanzeige (inkrementaler Wegaufnehmer)
- Zurechtfinden im Labyrinth und Erkennen/Umschalten von codierten Infrarotsendern
Innerhalb der Praktika zu den Lehrveranstaltungen Schaltkreisentwurf und FPGA-Komplexpraktikum ist der Ersatz bzw. die Ablösung des "ASIC-Autos" durch mehrere baugleiche "ASIC-Roboter" geplant.
Ergebnisse
- komplette Überarbeitung und Fertigung der CPLD-basierten Grundplatine
- Neukonzeption der aufsteckbaren FPGA-Anwenderplatine
- Anpassung/Erneuerung der Fahrspursensorik
- Fertigung eines steckbaren Siebensegment-Anzeigemoduls für Einsteiger-Entwurfsaufgaben
- Erweiterung des Roboters um schwenkbare Entfernungssensoren incl. deren Auswertung
- Überarbeitung des Komplexentwurfs zur Ansteuerung des 16-stelligen LCD-Anzeigemoduls und dessen Breitstellung als Soft-Makro für weitere Praktikumsaufgaben
- Entwurf eines hochwertigen differenziellen Motor- und Lenk-Antriebes (Fahren auf der Fahrspur)
- diverse Beispiel-Entwürfe für Ausweich- und Wendemanöver bei Hindernissen
Ausblick
Die umfangreiche Sensorik des Roboters wird stufenweise in den Gesamtentwurf oder in spezielle Teilentwürfe implementiert und getestet. Die Mechanik (insbesondere die Radaufhängung) wird verbessert, um die Robustheit im rauhen Praktikumseinsatz zu gewährleisten.
Vorgesehen ist die Fertigung einer Kleinserie (6 Stück), die in der Lehre und zum Universitätswettbewerb „Robo-King“ eingesetzt werden können. Weiterhin lassen sich eine Vielzahl von studentischen Aufgaben aus diesem Projekt ableiten.
Kooperationspartner
- Hausprojekt
Tags
Laufzeit
- seit 2003
