Entwicklung einer Roboterplattform (4WD)

Entwicklung einer Roboterplattform (4WD)

Diplomand: Michael Schäfer

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Es wurde der mechanischen Aufbau des FTW-4WD2 erstellt und eine Software geschrieben, welche mit einem XC161CJ-16F Mikrocontroller gesteuert einer Wand folgen kann. Über diese Funktion wird die Navigation in einem Labyrinth sicher gestellt. Die Basis der Roboterplattform 4WD ist ein 4WD3 Robot Kit der Firma Lynxmotion. Dieses Modell besteht aus vier Getriebemotoren mit einer Übersetzung von 50:1 mit jeweils einem Anschluss für die Spannungsversorgung. Die Steuerung der vier Gleichstrommotoren funktioniert getrennt für jede Seite. Hierzu werden die Motoren für jeweils eine Seite parallel an einen Ausgang des Motorcontrollers MD22 angeschlossen. Im für den Antrieb genutzten Antriebsmodus 1 des MD22 wird der FTW-4WD2 über zwei Speed - Register gesteuert. Die verwendeten Bewegungsmuster entsprechen den Möglichkeiten zur Steuerung eines Kettenfahrzeugs. Dessen Besonderheit liegt darin, das Fahrzeug auf der Stelle drehen zu lassen bzw. Drehungen auf kleinstem Raum durchzuführen. Hierdurch ist der FTW4WD auch gut geeignet, um in schmalen Gängen bzw. Passagen zu fahren. Mit der verbauten Anzahl von Sensoren muss ein 360° Erfassungsbereich sichergestellt sein. Für diese Aufgabe werden vier in X - und Y - Richtung bewegliche Ultraschallsensoren verbaut, die auf Servos montiert sind und mit dem Servocontroller anx-S20 gesteuert werden. Es werden Ultraschallsensoren vom Typ SRF08 für die vorderen Sensoren und SRF10 für die hinteren Sensoren genutzt. Der FTW-4WD2 nutzt feste Servopositionen, welche über den anx-S20 angesteuert werden. Es sind sechs verschiedene Positionsmuster für die Stellung der X- und Y - Servos nötig. Aufgabe der Steuerung ist die Fahrt durch ein Labyrinth. In dem die rechte Wand verfolgt wird, wird erreicht, dass der FTW-4WD2 aus einem einfachen Labyrinth herausfinden kann. Hauptaufgabe der Steuerung ist dabei, die rechte Wand zu erkennen und ihren Verlauf zu verfolgen.

weiterführende Aufgaben:

Interessant wäre zum Einen der Aufbau eines 360° Lagebildes, das sich dynamisch aufbaut und verändert. Zum Anderen wäre es sinnvoll das Fahren im Kreis zu erkennen , damit der Roboter nicht Strecken wiederholt zurücklegt. Drittens könnte über eine Funkverbindung der FTW-4WD2 Informationen über gefahrene Strecken an einen PC senden. Eine Erkundung z.B. von unbekanntem Gebiet würde dadurch möglich. Viertens wäre ein gezieltes Anfahren einer bestimmten Position eine weitere reizvolle Aufgabe.

Michael Schäfer, Dezember 2006

4WD 1

4WD 2

4WD 3

4WD 4