Archiv der Kategorie: Robocup Junior 2013

April 2013, Challenge Team: Prototyp fertiggestellt

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Testen kann beginnen

Die Mechanik hat diesen Monat die benötigten Teile für den Prototyp aus Plexiglas
ausgesägt und angefangen die Teile zusammenzubauen. Dies verlief schwieriger und länger als gedacht und eingeplant. Wie wir schnell bemerkten, ist es auf de von Hand ausgesägten und gebohrten Teilen nicht so genau, wie auf dem CAD-Modell.

Ein kleines Beispiel: Löcher, welche die Motoren und die erste Ebene verbinden sollten,
lagen nicht direkt übereinander, um sie mit einer Schraube verbinden zu können.

Doch solche Probleme sind verhältnismässig  klein. Die Teile wurden rasch wieder
bearbeitet und die Probleme waren somit gut gelöst.

Wir hatten aber grosse Probleme mit der Befestigung eines Motors. Wir mussten aus Platzgründen eine mechanische Lösung mit Zahnrädern bauen. Es war sehr anspruchsvoll die Zahnräder in dem richtigen Abstand zu fixieren. Dieses Problem kostete die Mechanik sehr viel Zeit, da man immer wieder neu beginnen musste. Neue Platte aussägen, wieder die Löcher bohren und prüfen, ob der Abstand stimmt. Doch auch dieses Problem wurde behoben.

Der Prototyp wurde fertig gestellt. Nun geht es an die Arbeit des richtigen Roboters. Die
Mechanik hofft, dass solche Probleme beim Bau des endgültigen Roboters nicht mehr
vorkommen.

Für die Programmierer gab es in erster Linie weniger zu tun, da sie keinen Prototypen zum testen hatten. An Vielem konnte man aber in der Theorie arbeiten und weitere Ideen zur Strategie wurden gefunden.
Nun geht es ans Testen. Es wir sich herausstellen, ob sich die Ideen aus der Theorie auch in der Praxis als sinnvoll erweisen.

April 2013, WM-Team: Vorbereitung für die WM in Graz

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Roboter fertig zusammengebaut

Um uns optimal für die WM vorbereiten zu können, nahmen wir am 20./21. April an der österreichischen Qualifikationsspielen teil. Zu diesem Zweck mussten wir aber den Roboter fertigstellen. Für die Mechaniker bedeutete dies, aus Karbon zwei Roboter zu bauen. Jedes einzelne Teil zuerst aus Karbonverschlussplatten aussägen und danach zusammenbauen. Teilweise mit Schrauben und teilweise mit einem speziellen Kleber. Die Schwierigkeiten lagen darin, dass alles sehr genau sein muss und dass man danach nicht mehr so leicht etwas verändern kann.

Wettbewerb in Graz

Leider waren wir in Graz nicht sehr erfolgreich und schieden schon in der Vorrunde aus. Das lag vor allem daran, dass wir das Spielfeld unerlaubt verliessen. Dadurch erhielten wir jedes Mal ein Gegentor. Aber nicht nur das funktionierte schlecht. Auch unsere Kicker erwies sich gegenüber dem Vorjahr als erheblich schlechter. Wir konnten aber auch viel Positives beobachten. Zum Beispiel, dass wir im Vergleich zu den Gegner sehr schnell fahren können. Zudem war Graz in dem Sinne ein Erfolg, dass wir nun Zeit haben, den Roboter entsprechend zu beheben.
Genauere Informationen zum Wettbewerb findet man hier.

Farberkennung funktioniert 

Leider hat in Graz unsere Farberkennung noch nicht funktioniert. Deshalb wurde direkt nach Graz daran gearbeitet. Nun können wir ohne Probleme die Linien, die das Spielfeld begrenzen, erkennen. Jetzt werden wir das Spielfeld nicht mehr verlassen und somit auch keine selbstverursachte Gegentore erhalten.

Am Kicker wurde auch fleissig gearbeitet. Die Elektronik der ETH haben wir erhalten und bestückt. Nach ersten Tests konnten wir feststellen, dass wir gut damit arbeiten können. Es gibt aber zuvor noch recht viel Arbeit und danach viele Tests, bis wir damit wettbewerbsfähig kicken können.

 

 

Wettbewerb in Graz

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Am Wochenende vom 20./21. April 2013 haben wir an den österreichischen Qualifikationsspielen für die Weltmeisterschaft in Holland teilgenommen. Wir traten ausser Konkurrenz an, um uns mit der Konkurrenz zu messen und um Spielerfahrung zu sammeln.

Panoramabild der Wettbewerbshalle

Kein Erfolg…

Leider funktionierte vieles noch nicht nach unseren Wünschen. Insbesondere die Linienerkennung war noch überhaupt nicht luaffähig. Diese wäre essentiell, weil man das durch weisse Linien begrenzte Spielfeld nicht verlassen darf. Geschieht dies trotzdem, erhält das gegnerische Team ein Tor. Dadurch verursachten wir viele Tore für unsere Gegner. Auch wenn wir im Verlaufe des Tages immer besser wurden, konnten wir uns nicht für die Finalrunden qualifizieren.
Zu unserem Unglück versagten am späteren Nachmittag aus uns unbekannten Gründen alle unsere Programmiergeräte den Dienst. Dies verunmöglichte das Umprogrammieren und damit das weitere Verbessern unserer Roboter.

…aber viele Erkenntnisse

Trotz der grossen Enttäuschung hat sich die Teilnahme am Wettbewerb auf jeden Fall gelohnt. Denn dadurch verfügen wir nun, bereits zwei Monate vor der Weltmeisterschaft, über zwei recht gute Roboter, die wir ausgiebig testen und verbessern können. Zudem wissen wir nun, wo unsere grössten Schwächen liegen und können diese beseitigen.

Ein weiterer Pluspunkt ist, dass wir verschiedene Roboter der Konkurrenz, vor allem die des amtierenden Weltmeisters  SPQR aus Italien, zu Gesicht bekamen. Diese haben uns weitere Inputs gegeben, wie wir unsere Bots noch perfektionieren können.

Einige Negativpunkte vom letzten Jahr, die wir bisher verbessert hatten, haben sich bereits bewährt. Die Geschwindigkeit der Roboter liegt derzeit weit über den Italienern, welche uns in Mexiko noch um die Ohren gefahhren waren. Zudem verursacht die neue Ballanfahrstrategie wesentlich weniger Eigentore als jene im letzten Jahr.
Auch der Dribbler konnte überzeugen: Waren an der WM noch umständliche Beschleunigungsphasen nötig, wird der Ball nun fast bei Vollgas rückwärts im Dribbler gehalten.

März 2013, WM-Team: Vorbereitungen für Graz

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Wettbewerb in Graz

Wir reisen Ende April an einen Wettbewerb in Graz, um unseren Roboter zu testen. Dort können wir testen, ob unser Roboter auch an einem Wettbewerb gut funktioniert und falls nötig verbessern. Hauptsächlich wollen wir beobachten, ob unsere neuen Strategien funktionieren und mit diesen im Zusammenhang verschiedene Sensoren.

Vom Prototyp zum richtigen Roboter

Diesen Monat haben wir begonnen die Carbonplatten herzustellen, aus denen wir das Chassis des Roboters bauen werden. Dieses Material hat sich letztes Jahr sehr bewährt, da es sehr leicht und dennoch enorm robust ist.
Wir haben auch endlich unsere Omniwheels fertig gebaut. Den Hauptbestandteil haben wir fräsen lassen. Die Formtec AG hat uns diesen Part übernommen und übernimmt als Sponsor auch die Kosten. Herzlichen Dank!
Die restlichen Teile haben wir selbst hergestellt. Nachdem wir zusammengebaut hatten, konnten wir sie für Tests in den Prototypen einbauen. Nun werden sie in den richtigen Roboter eingebaut. Auch bei den Omniwheels konnten wir uns verbessern. Im Vergleich zum letzten Jahr konnten wir den Grip erhöhen und können somit schneller und stärker fahren.

Alter Bot mit neuem Omniwheel

 

Unterbodenboard gefertigt und weitere Arbeit am Kicker

Damit wir einen Maussensor optimal nutzen können, mussten wir ein Unterbodenboard designen, das, wie der Name schon sagt, unter dem Roboter befestigt wird. Leider funktioniert es noch nicht zuverlässig, aber unsere Elektroniker arbeiten fleissig daran.

Was uns weiterhin Probleme bereitet, ist der Kicker. Um die Spannung am Kicker zu erhöhen, brauchen wir eine spezielle Elektronik. Leider funktionert sie im Moment noch nicht und wir haben noch nicht herausgefunden weshalb. Damit wir nicht zu viel Zeit daran verlieren, testen wir zusätzlich ein Board der ETH Zürich.

Bis Graz muss der Roboter funktionieren, deshalb konzentrieren wir uns jetzt auf das Wichtigste und die Details werden nach Graz in Angriff genommen.

März 2013, Challenge Team: Regelung funktioniert und CAD wurde fertiggestellt

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Regelung

Einfache Strecken konnte der Roboter mit der damaligen Regelung zurücklegen. Bei schwierigeren Aufgaben, wie Kurven, machte die Regelung allerdings Probleme. Ebenso wenn man näher an der Wand fahren wollte. Um eine möglichst gute Regelung zu erarbeiten, die die meisten Schwierigkeiten bewältigen kann, haben wir uns aufgeteilt. Jeder hat unabhängig von der anderen Person an einer Regelung gearbeitet. So haben wir für unsere Probleme verschiedene Lösungsmöglichkeiten gefunden. Nun haben wir zwei verschiedene Regelungen, bei denen wir jeweils die besseren Lösungsarten heraussuchen können. Was unser Roboter jetzt aber an der Wand kann, muss noch für ein Labyrinth umgesetzt werden. Dafür muss vor allem an der Distanz, mit der er der Wand folgt, gearbeitet werden. Die Mechanik kann helfen, indem sie den Roboter so konzipiert, dass er ohne Probleme durch die engen Gänge fahren kann.

Mit dem genauen Bau kann begonnen werden

Diesen Monat haben wir das CAD, ein 3D-Modell am Computer, fertiggestellt. Nun können wir den Prototypen genau nachbauen. Dann können die Programmierer besser arbeiten und werden weitere Fortschritte machen.
Zudem sind unsere Wärme- und Lichtsensoren angekommen. Diese können jetzt an den Roboter angeschlossen werden und programmiert werden. Um sich im Labyrinth zurechtzufinden, wollten wir Ultraschallsensoren verwenden. Nach vielem Überlegen sind wir zum Schluss gekommen, dass eine Strategie mit Infrarotsensoren einfacher wäre. Diese versuchen wir jetzt umzusetzen.

Februar 2013, Challenge-Team: Arbeit am ersten Prototypen

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Prototyp

Diesen Monat hat die Mechanik des Challenge A-Teams das Fahrgestell verbessert, da es ein paar Fehler hatte, die das Fahren des Fahrgestells beeinträchtigt haben.
Zusätzlich haben wir angefangen, ein CAD des entgültigen Bots zu zeichnen. Da es das erste Mal ist, stellten sich anfangs einige Probleme heraus. Mit Hilfe des WM-Teams schafften wir es aber, das CAD fast fertig zu stellen.
Durch den Bau des Prototypen hat sich herausgestellt, dass die zwei Motoren nebeneinander keinen Platz haben. Eine erste Idee mit Ketten als Lösung, stellte sich als zu umständlich heraus. Die zweite Idee, das Problem mit Zahnrädern zu lösen, sieht vielversprechend aus.

Das Ziel für den nächsten Monat in der Mechanik ist auf jeden Fall, das CAD fertig zu stellen und den Prototyp zu bauen.

Erste Fortschritte in der Software

Nachdem grössere Hardware-Probleme mit dem Computer behoben worden sind, konnten wir mit dem Programmieren beginnen. Als erstes sollte der Bot einer Wand folgen könenn. Für diesen Zweck galt es einen Regler zu erstellen und so zu konfigurieren, das man der Wand sauber folgen konnte. Zuerst entstand der Proportional (P)-Regler, dem dann der Differenzial (D)-Regler folgte und schliesslich vom Integral (I)-Regler ergänzt wurde. So hatte man zum Schluss einen kompletten PID_Regler. Die Schwierigkeiten des Reglers lagen zunächst bei Kurven nach rechts, bei welchen unser Roboter durch überhöhte Sensorrückgabewerte Fehler erzeugte. Das momentane Hauptproblem ist jedoch, dass wir die Regelung nicht kalibrieren können, da der Prototyp noch nicht fertiggestellt wurde und wir noch mit einer provisorischen Fahrplattform arbeiten. Im nächsten Monat wird dieser aber fertiggestellt und wir können weitere Tests durchführen.

Februar 2013, WM-Team: Neue Motoren

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Neue Motoren!

Wie im letzten Jahr werden wir wieder von Faulhaber gesponsert. Wir dürfen nach unseren Wünschen bei ihnen Motoren bestellen. Durch unsere Vorkenntnisse aus dem letzten Jahr konnten wir die Motoren noch besser an unsere Ansprüche anpassen.
Nachdem wir das Chassis etwas abgeändert hatten, konnten wir die Motoren einbauen. Um herauszufinden, welche Geschwindigkeit sinnvoll ist, wurden einige Tests durchgeführt. Aufgrund von diesen, konnten wir den Code dementsprechend anpassen. An die Geschwindigkeit angepasst wurde so die Regelung neu entwickelt, damit die Geschwindigkeit auch gehalten werden kann. Nach all den Anpassungen konnten wir bereits sehr schnell fahren und nach weiteren kleineren Anpassungen erreichten wir eine fast doppelt so hohe Geschwindigkeit wie im Vorjahr! Das stellt eine sehr grosse Verbesserung dar, weil im Soccer gilt: Je schneller, desto besser.

Der Dribbler wird immer stärker

Wie schon oft erwähnt wurde, ist der Dribbler ein sehr wichtiger Bestandteil des Soccerbots. Durch ihn kann man den Ball kontrollieren und sich z.B. mit dem Ball drehen, ohne ihn zu verlieren. Je stärker der Dribbler ist, desto besser und schneller kann man fahren und sich drehen. Wir haben viele Tests durchgeführt und suchen nach der besten Oberfläche für die Dribblerrolle. Schon jetzt stellen sich klar bessere und schlechtere Materialien heraus. Dadurch erreichen wir im Moment schon eine Kraft von über 1N. Ebenfalls eine grosse Steigerung zum letzten Jahr.

Spielfeldänderungen

Das offizielle Spielfeld wurde im Vergleich zum letzten Jahr stark verändert. Letztes Jahr beschränkten die Wände das Spielfeld. Dieses jahr gibt es wie im richtigen Fussball Linien, die das Spielfeld beschränken. Der Bot darf die Linien nicht komplett verlassen.

Nachbau des offiziellen Spielfeldes.

Diese Regeländerung verlangt, dass wir einen weiteren Sensor in den Bot einbauen. Ein Fabrsensor soll erkennen, ob wir über eine weisse oder schwarze Linie fahren. Für diesen Zweck haben wir eine Platine entwickelt, auf der vier Farbsensoren und ein Maussensor vorhanden sind. Der Farbsensor wurde zuvor auf seine Zuverlässigkeit getesten. Schon nach wenigen Tests zeigte sich, dass wir ohne Probleme grün, weiss und schwarz unterscheiden können. Die Änderung sollte also keine Probleme darstellen.
Dennoch gilt es, nicht nur den Bot anzupassen. Auch die Strategien müssen angepasst werden. Letztes Jahr waren viele Strategien so gedacht und programmiert, dass sie der Bot mit Hilfe der Wände ausführen sollte. Das ist dieses Jahr nicht mehr möglich.

Januar 2013, WM-Team: Arbeit an Maussensor und Fertigung der Omniwheels

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Maussensor

Neben kleinen Änderungen an der Ballerkennung lag der Schwerpunkt der Elektonik und Software diesen Monat auf dem Maussensor. Nachdem dieser im Dezember erstmals ausgelesen werden konnte, kann unsere Software nun die richtigen Werte herausgeben und damit in einem nächsten Schritt die Navigation verbessern. Dabei gibt es jedoch noch einige Probleme zu lösen: Beispielsweise ist der Maussensor sehr anfällig auf Erschütterungen, da sein Abstand zum Boden sehr konstant gehalten werden muss. Dies setzt erneut eine intensive Zusammenarbeit aller drei Bereiche – Mechanik, Elektronik und Software – voraus.

Bedingt durch die einschneidenden Regeländerungen brauchen sowohl Elektronik als auch Software grössere Änderungen. Da es nun verboten ist, das Spielfeld ins Out zu verlassen, ist unsere erfolgreiche letztjährige Wandfolgestrategie nicht mehr möglich. Es sind aber schon viele kreative Ideen für neue Strategien vorhanden.

Weil wir das Out nicht mehr verlassen dürfen, verlagert sich der Schwerpunkt der Strategien mehr in Richtung der Navigation. Dieses Jahr muss der Roboter häufiger und genauer wissen, wo er sich auf dem Spielfeld befindet, als letzten Jahr. Daher wird das Zusammenspiel von Ultraschall- und Maussensor sehr wichtig. Um die Out-Linien zu erkennen, werden nun auch Farbsensoren eingesetzt, die rechtzeitig warnen, falls der Bot trotz allem das Spielfeld verlassen sollte. Diese sollen zusammen mit dem Maussensor auf einem neuen „Unterbodenboard“ angebracht werden. Die Sensoren wurden getestet und die ersten Ergebnisse sehen sehr vielversprechend aus.

Arbeit an den Omniwheels

Das komplette Rad, Omniwheel, Subwheel, O-Ring, äussere Teil des Subwheels, Kugellager, Achse (v.l.n.r)

Wie im letzten Jahr stellen wir unsere Omniwheels selbst her. Dieses Jahr sollen die Subwheels allerdings grösser sein, damit wir mehr Grip auf der Teppichunterlage haben. Um nicht teuer Omniwheels zu bauen, die sich möglicherweise als schlechter herausstellen, produzieren wir nur die Subwheels aus dem Originalmaterial. Der grosse Teil des Omniwheels haben wir mit einem 3D-Drucker hergestellt. Mit dem 3D-Drucker können wir sehr genaue Prototypen in kurzer Zeit herstellen.

Gian Jörimann fertigt an der Drehbank die Subwheels.

In der Werkstatt der Bündner Kantonsschule dürfen wir die Subwheels herstellen. Diese bestehen aus einem inneren Teil, der ein Kugellager beinhält. Auf den inneren Teil wird ein O-Ring aus Gummi gespannt. Die einzelnen Subwheels werden mit Achsen in das Omniwheel befestigt.

 

Dezember 2012, WM-Team: Ballerkennung funktioniert

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Ballsensorplatinen bestückt

Diesen Monat haben wir die Ballsensorplatinen fertiggestellt. Grundsätzlich ist sie der letztjährigen sehr ähnlich. Allerdings befindet sie sich dieses Jahr auf der unteren Ebene und bessere Werte zu erhalten. Durch diese Verbesserungen mussten wir aber einige Hindernisse und massiven Platzmangel überwinden. Um den Ball vor uns zu erkennen, benötigen wir Sensoren an der Vorderseite des Roboters. Dort befindet sich aber auch der Dribbler und der Kicker. Nur durch perfekte Zusammenarbeit der Mechanik und Elektronik konnten wir eine Platine erstellen, die auf die untere Ebene passt, ohne dem Kicker und dem Dribbler in den Weg zu kommen.
Nachdem wir die Platine bestückt haben, führten wir einige Tests durch, bis die Platine funktionierte. Nun kann der Roboter den Ball auf dem Spielfeld erkennen und fährt sofort Richtung Ball.

Maussensor wird getestet

Mit Hilfe eines Maussensors wollen wir unsere Orientierung im Spielfeld verbessern. Insbesoders die eigene Verteidigung soll verbessert werden. Im Moment funktioniert die Kommunikation mit dem Sensor, allerdings erhalten wir noch keine sinnvollen Werte, die wir verwenden könnten. Wir sind aber zuversichtlich, dass wir den Maussensor bald verwenden können und so einen grossen Vorteil erhalten.

Omniwheels

Wie im letzten Jahr bauen wir unsere Omniwheels selber. Dieses Jahr sollen die Subwheels aber grösser sein. Damit erhoffen wir uns einen grösseren Grip und somit mehr Tempo. Um sie erzustellen dürfen wir die Werkstatt der Bündner Kantonsschule verwenden. Nach einer kurzen Einführungen konnten wir uns an die Arbeit machen und die Subwheels herstellen. Das eigentliche Rad werden wir zu einem späteren Zeitpunkt professionell herstellen lassen. Im Moment verwenden wir Prototypen, die wir mit einem 3D-Drucker drucken.

Kicker durch Magnete verstärken

Der eigentliche Körper, der als Kicker dient, wird von einer Spule nach vorne geschossen. Um eine grössere Kraft aufbringen zu können, haben wir verschiedene Magnete getestet. Es hat sich herausgestellt, dass wir mit einem Magneten eine mehr als doppelt so grosse Kraft erhalten. Bis jetzt haben wir den Kicker als Einzelteil getestet. Weitere Test am Gesamtprototypen werden zeigen, ob wir die stärkere Kraft nutzen können.

November 2012, WM-Team: erste Dribbler- und Kickertests

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Grösserer Dribbler soll Vorteile bringen

Durch einige mechanische Umstellungen haben wir viel Platz gewonnen und können den Dribbler um die Hälfte grösser machen. Um den Dribbler weiter zu verbessern, testen wir verschiedene Dribblerrollen auf ihren Grip. Ein grösserer Dribbler bringt aber auch Schwierigkeiten mit sich, denn nun ist es komplizierter den Ball in die Mitte des Dribblers zu bringen, damit wir schiessen können. Ein Problem, das wir hoffentlich bald lösen können.
Durch weiteres Perfektionieren der Software, wurde sie so gut verbessert, dass wir uns nun viel schneller mit dem Ball drehen können. Nun können wir uns fast doppelt so schnell wie letztes Jahr drehen, ohne den Ball zu verlieren.

Dieses Video zeigt einen ersten Dribblertest.

Kicker

Der Kicker ist in unserem Roboter unverzichtbar. Er ist aber im Moment recht schwer und auf Grund von Platzproblemen, müssen wir einiges umstellen. Wir entschieden uns, den Kicker abzuändern. Die komplette Aussenhülle wird nun mit Hilfe von einem 3D-Drucker hergestellt. So können wir sehr viel Gewicht sparen, da sie nur aus Kunststoff besteht. Zudem können wir die Hülle kleiner machen, so sparen wir auch Platz. Im Moment steht aber viel testen auf dem Programm und die Hülle muss immer wieder neu optimiert und gedruckt werden.

Neues Challenge-Team Nach den RobOlympics wurden einige der neuen Mitglieder ins Challenge-Team aufgenommen. Das Challenge-Team nimmt ebenfalls an der Weltmeisterschaft 2013 teil, allerdings in der Kategorie Rescue B. In diesem Monat haben sie bereits mit dem Konzept und dem Zeitplan begonnen. Nun werden sie nach und nach in die Programmierung, Mechanik und Elektronik von den erfahreneren Mitglieder eingeführt.