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

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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.

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Ein kleiner Ausschnitt der Konstruktion im CAD.

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

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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

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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.

 

September 2015, Nachwuchsteam: Neue Schützlinge versuchen sich bei Helveticrobot

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Am Anfang dieses Schuljahres hat Helveticrobot wieder Informationsveranstaltungen durchgeführt, um neue Mitglieder zu finden. Ein paar junge und motivierte Schüler haben sich entschlossen einen Einblick in unseren Verein zu wagen. Während einem Schnuppertag konnten sie viele Eindrücke sammeln und sich in ihren ersten Schritten der Programmierung und des Konstruieren eines Roboters versuchen. Sie wurden dann zusammengestellt und werden nun versuchen sich gut auf ihren ersten Wettbewerb, bei den RobOlympics in Rapperswi,l vorzubereiten. Bei diesem Wettbewerbe werden sie schon auf erste Gegner aus der ganzen Schweiz stossen, aber auch Teile von Deutschland und Österreich sind dort vertreten.

Erste Treffen und Konzeptentscheide wurden bereits getroffen und es steht ihnen nun nichts im Weg ihren Robotern Leben einzuhauchen.

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Im Bild v.l.n.r.: Gian Flurin B., Andrea D., Romario J.

RCJ 2015 in China: Die Schweiz wird Weltmeister im Superteam!

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Vollgas im Superteam: Unser Roboter machte als Verteidiger, sowie als Stürmer eine gute Figur. Durch Ablenkung der Gegner verschaffte er Tor-Chancen und spielte gut als Stürmer in einem kritischen Augenblick, mit Unterzahl in unserem Superteam. Damit wurden wir Weltmeister im Superteam!

Heute fand unser letztes Superteam-Spiel statt. Wir starteten unser Roboter auf einer Seite des Feldes. Dort fungierte er sehr gut als Verteidiger. Gegnerische Stürmer rammte er und nahm ihnen mit dem Dribbler den Ball weg. Im gegnerischen Team waren zwei starke iranische Roboter. Diesen versperrte unser Roboter gut die Sicht zum Ball. Lange Zeit setzten die Roboter der Kroaten und der Deutschen unseres Superteams aus, da sie nicht mehr richtig funktionierten. Hier zählte chinesische und schweizerische Zusammenarbeit im Spiel gegen fünf andere Roboter. Während unser Roboter den Ball weg von unserem Tor brachte und die gegnerischen Roboter davor abschirmte, konnte der schnelle chinesische Stürmer die letzten Schritte zum Tor ausführen. In dieser gefährlichen Spielsequenz in der Unterzahl, dribbelte sich unser Roboter sogar alleine bis zum Goal durch und schoss ein Tor! Mit dem Resultat 7:3 gewannen wir auch dieses Superteam-Spiel. Somit haben wir mit drei Siegen und einem Unentschieden zusammen mit China, Deutschland und Kroatien, den Weltmeistertitel im Superteam gewonnen!
Nach dem Spiel konnten wir uns mit anderen Teams austauschen. So zeigten uns die Japaner ihren gründlich durchkonzipierten Roboter, bei dem sie jedes Teil von unten aus in kurzer Zeit auswechseln können. Auch die Chinesen erklärten uns ihr Konzept. Wir konnten einige Ähnlichkeiten sehen, aber auch neue Ideen entdecken. Beispielsweise haben die japanischen Roboter einen sehr starken Kicker, den wir in unserem Roboter verbessern müssen, da er nicht sehr weit über das Feld schiessen kann.
Leider ist der RoboCup und damit auch unsere Reise in China heute schon zu Ende. Es war für uns eine spannende Zeit und mit dem Weltmeisterschaftstitel im Superteam ein grosser Erfolg!

RCJ 2015 in China: Austausch mit den ETH-Studenten als Highlight am Dienstag

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Neuer Tag, neues Glück. Wir konnte neben den beiden schlechter ausgefallenen Einzelspielen, uns im Superteam beweisen. Unser Roboter war der Co-Captain bei den Toren. Er beförderte den Ball gut gedribbelt nach vorne und stellte unseren Mitspielern eine gute Torlage dar. Nach dem letzten Sieg im Superteam-Turnier bekamen wir die Möglichkeit beim schweizerischen ETH-Team, in der Major-League, interessante Einblicke im humanoiden Fussball zu bekommen und konnten unseren Roboter gegen einen Humanoidroboter spielen lassen.

Spannender Besuch bei den ETH-Studenten in der Major League

Spannender Besuch bei den ETH-Studenten in der Major-League

Heute Morgen war unser fünftes Qualifikationsspiel. Dieses mal waren wir eingeteilt gegen die Brasilianer. Wir rechneten uns eine gute Chance aus, da dieses Team sich recht langsam bewegte. Am Morgen beim testen ist unsere Lichtschranke ausgefallen und die Ballsensoren reagierten nicht mehr, aufgrund eines Defekts auf dem Board. So konnte der Roboter den Ball nie richtig lokalisieren. Mit einem Goal Vorsprung gewann das brasilianische Team so das Spiel.
In der Zwischenzeit nach dem fünften und vor dem sechsten Spiel gelang es uns das Board zu flicken und auch die Lichtschranke, die merkt ob sich der Ball im Dribbler befindet oder nicht, wieder zu richten.
Leider wurde uns als Gegner für das zweite Spiel das starke japanische Team zugeteilt. Die japanischen Roboter haben eine sehr schnelle Reaktion auf den Ball und einen starken Stürmer, der sich bis zum Goal durchdrückt. Da unsere Roboter wieder gut funktionierten, war es ein schnelles und abwechslungsreiches Spiel. Trotzdem verloren wir dieses Spiel.
Heute fanden ausserdem noch zwei weitere Superteam-Spiele statt. Unser Roboter schlug sich gut darin. Vorallem unser Dribbler sorgte dafür, dass wir als Stürmer gut den Ball nach vorne brachten. Beide Spiele gewann heute unser Superteam.
Das Highlight heute war der Besuch in der Major-League. Dies ist der Teil der Robotik-WM, in dem die Studenten teilnehmen. Hier sind die Roboter richtig ausgeklügelt und lösen viel komplexere Aufgaben. Wir bekamen die Möglichkeit uns mit den schweizer ETH-Studenten, die im humanoiden Fussball teilnehmen, zu treffen. Sie zeigten uns ihre Roboter und wir versuchten unsere Roboter in einem Testspiel gegen ihre. Es war sehr lustig und informativ.

So war es trotz schlechteren Ergebnissen, ein lehrreicher und spannender Tag.

RCJ 2015 in China: Ein Sieg, eine Niederlage und ein Unentschieden am Montag

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Auch am heutigen Tag haben die schweizer Roboterbauer eine Niederlage und einen Sieg zu verzeichnen. Leider sind bei Verbesserungsarbeiten Fehler aufgetreten und die Jugendlichen sind bis abends in Fehlersuche verblieben, um in den letzten zwei Qualifikationsrunden ein gutes Ergebnis zu erzielen.

Diesen Morgen fand die dritte Qualifikationsrunde statt. Diese war für Helveticrobot gegen die Slovakei angesagt. Bereit gingen wir zum Feld und warteten auf unsere Gegner. Diese konnten jedoch nicht antreten, da ihre Roboter nicht mehr liefen und sie beschäftigt waren mit Reparaturarbeiten. So gingen die Punkte für dieses Spiel automatisch an uns. Damit entging uns aber auch eine Chance, den Roboter bei einem Gegner zu testen.
Dannach setzten wir uns an eine neue Strategie. Am Vortag haben wir immer vorwärts den Ball geführt und so zum Goal gebracht. Der Dribbler ermöglicht jedoch einen Rückwärtsdrall auf den Ball. Somit kann man auch während dem rückwärts fahren den Ball im Roboter behalten. Wir beschlossen uns darauf umzustellen, damit der Roboter den Ball vor dem Gegner abschirmt und wir somit eine höhere Chance auf Tore haben.
Den restlichen Morgen und Mittag beschäftigten wir uns mit der Umsetzung. Leider lief dabei etwas schief. Trotzt Vorsicht haben wir den Regler falsch umgestellt und der Roboter überdrehte sich ständig. Wir fanden den Fehler nicht mehr vor dem Spiel. Auch die Versuche mit unserer alten Strategie schlugen fehl. So verloren wir das vierte Qualifikationsspiel gegen Kanada.
Heute war das erste Superteam-Spiel. Im Superteam werden vier Teams in eine Gruppe gestellt und man spielt gegen eine andere gleichgrosse Gruppe. So entsteht ein interessanter Länderaustausch. Wir sind dieses Jahr im Superteam mit den Teams aus China, Deutschland und Kroatien. Das Spiel heute war sehr spannend. Zunächst sah es für unsere Seite gut aus, doch kurz vor Schluss holten die Gegner auf und das Spiel endete im Unentschieden.
Den restlichen Tag verbrachten wir mit Anpassungen der Regelung und Fehlersuche, um wieder die gestrige Strategie richtig verwenden zu können.
Wir geben uns weiter Mühe, damit wir in den letzten zwei Qualifikationsspielen möglichst gut abschliessen können.

RCJ 2015 in China: Sonntag, der erste Wettbewerbstag

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Nach einer langen, arbeitsintensiven Nacht kam am Sonntag endlich der erste Wettbewerbstag. Zwei Spiele waren für die schweizer Jugendlichen angesagt. Das Team verlor das erste Spiel gegen die Koreaner mit 17:2. Das zweite Spiel gegen die Australier konnte jedoch für Helveticrobot entschieden werden mit einem Ergebnis von 11:1.

Letzte Nacht haben wir noch bis spät gearbeitet, um die Liniensensoren anders zu montieren. Um diese neue Anordnung auch noch zu testen, reichte die Zeit nicht mehr. Heute morgen begannen wir darum sofort mit den Tests. Es brauchte noch einige Anpassungen im Programm. Unser erstes Spiel war für 10:15 Uhr angesagt. Viel Zeit haben wir auch beim Einstehen für die Roboterkontrolle, welche täglich durchgeführt wird,verbraucht. Unser Roboter wurde jedoch, als korrekt und einsatzbereit bestätigt.Vor dem ersten Spiel entdeckten wir einen Fehler auf unserem Powerboard. Die 5V-Stromverteilung funktionierte nicht mehr sauber. Das Board musste ausgewechselt werden. Da dies etwas Zeit brauchte, mussten wir den ersten Teil des Matches mit einem Roboter spielen. Die Koreaner waren um einiges schneller und wir bekamen den Ball selten in unseren Besitz. So mussten wir das Spiel aufgrund unerwarteten Problemen und wegen der gegnerischen Überlegenheit den Koreanern zusprechen.
Dannach fing die Arbeit richtig an. Unser Linienausweichmanöver wurde auf Höchstleistung gebracht und der Stürmer auf Hochtouren getrimmt. Unsere zweiten Gegnern von der Südhalbkugel hatten ebenfalls einige Schwierigkeiten wit dem Erkennen der weissen Linie und gerieten deshalb oft ins Ausseits. Unser Vorteil war die vornächtliche und morgendliche Arbeit, die zu einem recht zuverlässen Endergebnis geführt hat. Unser Stürmer konnte dank des Dribbler oft die Oberhand im Ballkampf erlangen. So entschieden wir das Spiel für uns.

Der Tag war für uns sehr produktiv. Der Ausgang der Spiele und die Verbesserungsarbeiten bis zum Abend haben uns zuversichtlich für die nächsten Qualifikationsrunden morgen gestimmt. Unser grösstes Problem momentan ist die langsame Reaktion auf den Ball, die uns bei schnellen Gegnern Mühe bereiten könnte. Wir hoffen diesen Abend etwas früher ins Bett zu kommen und freuen uns auf die morgigen Spiele

Juni 2015, WM-Team: RoboCup Junior in China steht vor der Türe!

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Mechanik: Der finalle Feinschliff vor dem Wettbewerb

Wir sind kurz vor dem Wettbewerb. Nun versuchen wir alles Mechanische auf Hochglanz zu bringen. Letzte Feinschliffe an den Bots werden getätigt. Ausserdem haben wir den Kicker ausgetauscht, um mehr Kraft zu haben, damit wir denn Ball ins Tor schiessen können. Dies werden wir jedoch auch mit dem Dribbler zusammen durchführen. So wird es uns eine gute Schussvorlage bieten. Ebenfalls haben wir neue Dribblerrollen eingesetzt und eingebaut. Diese funktionieren schon mal relativ gut, jedoch warten wir mit dem festkleben der Zahnräder bis wir in China sind, damit wir es da, falls nötig, noch ändern können. Auch unser Design hat sich ein bisschen verändert. Wir haben die obere Ebene mit geometrischen Symbolen bestückt und eine Krone als Spitzenreiter festgelegt. Dies bringt uns einen leichteren Roboter und fürs Auge gibt es auch etwas. Es fehlen also nur noch die Hüllen, welche auch neu angepasst werden müssen. Diese werden wir auch selber machen. Man merkt langsam, dass der Wettbewerb immer näher rückt.

Software und Elektronik: Einsatz der Dribblerrolle

Diesen Monat haben wir viel am Highlevel gearbeitet. Mit den fertigen Robotern konnten wir uns einfachen Strategien widmen. Die Versuche mit der Dribblerrolle waren erfolgreich. Wir können mit dem Ball dribblen. Auch die Fehler, die bei der Ballerkennung kurzfristig in Villach an den Austrian Open auftraten sind gelöst und unser Roboter erkennt den Ball wieder sehr gut. Zusammengesetzt konnten wir einige simple Strategien entwickeln. Im Moment klüglen wir diese noch aus, um für China gut vorbereitet zu sein.

Mai 2015, WM-Team: Verbesserungen nach den Austrian Open

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Mechanik: Mehr Festigkeit im Bau

Die Austrian Open haben uns geholfen die mechanischen Probleme bei unserem Roboter zu finden. Aufgrund vieler Schläge und Zusammenprällen mit den anderen Robotern, hat das Carbon-Gerüst etwas Schaden erlitten. Wir überlegen uns für China  diese Schäche auszugleichen mit verstärkten Motorhalterungen. Dazu wollen wir das innere Depron mit zusätzlichen Carbon-Stangen verfestigen. Die verschiedenen Lösungs-Umsetzungen dazu stehen noch in der Testphase.

Ein weiterer Punkt, der diesen Monat zu vielen Versuchen geführt hat, ist der Dribbler. Da wir ihn an den Austrian Open nicht richtig einsetzen konnten, müssen wir die richtige Höhe finden, um den Ball optimal zu halten.

Software: Ausarbeitung der Strategie

Sofort nach dem Wettbewerb in Villach haben wir uns wieder an die Entwicklung einer optimalen Strategie gemacht. Am Wettbewerb konnten wir erfreut feststellen, dass das letztjährige Problem, die Linienerkennung, mit unseren neuen Ansätzen fast gänzlich gelöst wurde. Auch unsere Ballerkennung erfolgte recht zuverlässig, solange die Ballsensorenboards nicht ausstiegen.

Da jetzt der lowlevel-Bereich recht erneuert ist, können wir uns gänzlich dem Highlevel und der Strategie für China widmen.