Oktober 2015, Challengeteam: Vom Trémaux’s Algorithmus zur 3D-Modellierung

Das Challengeteam bereitet sich intensiv für die nächsten Austrian Open vor. 

Trémaux’s Algorithm

Wir haben uns darauf konzentriert, uns Strategien zu überlegen. Wir planen, dieses Jahr das Labyrinth mit dem Roboter aufzuzeichnen und eine Karte zu erstellen, welches uns einen guten überblick vom Feld verschaffen kann. Dazu werden wir unsere Bewegungen mit einem Accelerometer aufzeichnen und mit den Werten der Encoder, mithilfe von Kalman-Filtering, vergleichen. Wir haben festgestellt, dass wir die uns bekannten Kompasssensoren dazu verwenden können. Dies wird uns, sobald wir unsere neu designeten Board besitzen, die Arbeit erleichtern, da wir uns nicht in neue Sensoren einarbeiten müssen. Mit der Karte des Labyrithes können wir dann einen einfachen Algorithmus (Trémaux’s Algorithm) anwenden, um sicherzustellen, dass wir überall durchfahren und keine Opfer verpassen.

Neues Board

Wir habe angefangen mit Eagle unser Board zusammenzustellen. Den Prozessor, den wir benutzen werden heisst ATSAM4E16E, denn er hat die benötigten Pins. Auf den Roboter kommen 6 Infrarotsensoren. Einen vorne, einen hinten und auf den Seiten je zwei. Mit dieser Technik können wir uns gut an der Wand ausrichten.Um die Wärmequellen zu finden und zu erkennen benutzen wir zwei Wärmesensoren, je einer beiden Seiten. Um die Technik des Algorithmus ausführen zu können, brauchen wir einen Kompass um uns orientieren zu können.

Erste Designs Ideen für den Roboter

Wir haben diesen Monat mit dem CAD begonnen. Diesmal haben wir zuerst die Motoren, Servos und die Drehscheibe für die Rescue-Kits konstruiert, da diese Komponenten schlussendlich die Grösse des Roboters bestimmen. Wir hatten ein paar Probleme beim erstellen der Baugruppe, da die Teile nicht zusammengefügt werden konnte, aus uns unbegreiflichen Gründen. Jedoch konnte diese wieder aufgehoben werden. Der nächste Schritt wird die Konstruktion der Hauptplatte und die Halterung des Servos darstellen.

20151107095623 (2)

Ein kleiner Ausschnitt der Konstruktion im CAD.

September 2015, WM-Team: Frischer, östlicher Wind mit neuen Denkansätzen

Auch für unser WM-Team gab es grosse Veränderungen. Nebst den vielen neuen Eindrücken, welche wir in China sammeln konnten, hat ein Mitglied die Matura diesen Sommer erlangte, was dazu führte, dass das WM-Team zwei neue Schützlinge aufgenommen hat. Diese heisst es nun neun einzuarbeiten und ihnen unseres Wissen weiterzugeben. Damit sie es danach weiterführen können. 

Neustart mit gleicher Basis

Wir beginnen jedes Jahr nach dem Wettbewerb wieder insofern von Neuem, dass wir das Konzept des Roboters überdenken, aufgetretene Mängel verbessern, sowie neue Exemplare anfertigen, welche aufgrund der Leichtbauweise, nach der ständigen Benutzung, jeweils recht mitgenommen sind. Dies geschieht mittels längeren Diskussionen, in denen wir neue Ideen einbringen und über deren Realisierbarkeit nachdenken.

Geplante mechanische Veränderungen

Das Chassis des Roboters ist prinzipiell aus zwei Platten, welche mit vertikalen Verstrebungen verbunden sind, aufgebaut. Weil auf der unteren Platte stets recht grosser Platzmangel herrschte, werden wir versuchen eine Platte auf mittlerer Höhe anzuordnen wodurch einige Bords, sowie Sensoren dort montiert werden können. Dabei stellt sich das Problem, dass man das zusätzliche Gewicht durch elegantes Design natürlich wieder einsparen muss, welches aber durch elegantere Kabelführung, sowie durch die bessere Kraftverteilung ermöglichte leichtere Bauweise machbar scheint.

Den Kicker, ein Solenoid, wollen wir eventuell mittels eines Boost Converters mit höherer Spannung betreiben.

Elektronik  neue Designs

Weil die Erkennung der Linien in China aufgrund des unerwartet fussligen Teppichs grosse Mühe bereitet hat, wollen wir die Anordnung der Lichtsensoren ändern: Anstatt von nur vier Sensoren sollen drei kleine PCBs mit einer reihenförmigen Anordnung an individuellen Sensoren in Form eines ‚Y‘ montiert werden, wodurch über fast die ganze Fläche Linien erkannt, sowie Signale, die eine falsche Breite (d.h. nicht die der Linie) aufweisen, herausgefiltert werden können.

Auch die Ballerkennung wird überarbeitet: Es werden verschiedene auf Infrarot empfindliche Photodioden getestet und die am besten Geeigneten implementiert werden, weil sich deren Angebot mittlerweile verändert hat.

Verbesserungen in der Software

In der Software werden wir den Code wo nötig refaktorisieren; die Positionsermittlung allgemein verbessern; Strategien, welche „Pushbots“, d.h. solche, die gerade auf den Ball zurasen und ihn irgendwie nach vorne schieben, möglichst gut kontern, implementieren; versuchen, die Räder „härter“ zu Regeln, was wiederum eine schnellere Reaktionszeit für die übergeordnete Steuerung bedeutet; sowie — zwecks Zeitersparnis in der Entwicklungsphase, sowie einfachere Anpassung an die Bedingungen am Wettbewerb — diverse Kalibrationsroutinen einfügen.

Ein effektiver Start mit vielen Neuen Ideen, welche uns durch die erlangten Erfahrungen in China und dem Tapetenwechsel ermöglicht wurden. Nun werden wir versuchen das langsam steigernde Tempo auch beizubehalten.

September 2015, Challengeteam: Neues Team, neue Ideen

2016 wird unser schon entstandenes Challengeteam sich wieder in der Kategorie Rescue B Maze versuchen. Das Team besteht zwar aus vielen neuen Mitgliedern, jedoch kann die Erfahrung der älteren Mitgliedern in ihre Konzeptirung eingebracht werden. Somit werden sich nicht die gleichen Fehler wiederholen und die Neuen können ihre frischen Ideen noch beifügen.

Neue Strategie

Wir haben das neue Schuljahr mit neuem Elan und Motivation gestartet. Zu Beginn haben wir ein Mindmap für unser Konzept für unseren Roboter erstellt, danach haben wir uns Gedanken über die benötigten Teile für einen kompletten Roboter gemacht. Dieses Jahr verfolgen wir eine andere Strategie. Unser Ziel ist es eine Karte vom Labyrinth zu machen, um den vollen Überblick geniessen zu können und nicht einfach immer derselben Wand zu folgen. Somit ersparen wir uns überflüssiges Umherfahren und der Roboter wird schon wissen, wo er schon war und wo nicht. Wir wissen noch nicht genau, wie wir die Distanz messen, welche wir fahren werden, da der Roboter ja manchmal auch rutscht und so die gemessene Distanz nicht immer exakt stimmt. Ansonsten hat sich das bisherige Konzept als gut erwiesen, welches wir nun auch weiter verwenden möchten. Auf den Seiten haben wir Infrarot Sensoren geplant, um den Bot auf die Wand auszurichten zu können und je ein Wärme Sensor an den Seiten, damit wir die Opfer gut erkennen können. Vorne und hinten gibt es auch noch je ein Infrarot Sensor. Die Rescue Kits werden mit einer Drehscheibe abgeworfen, da sich diese in der Nähe der Wärmeplatten, bzw. Opfer, befinden müssen.