Beschreibung

Weiterentwicklung einer Roboterplattform (FTW-4WD)

Aufgabenstellung
Im Rahmen der bisher durchgeführten Diplomarbeiten wurde die Roboterplattform FTW-4WD in Betrieb genommen und in einem ersten Schritt so weit programmiert, dass sie sich in Labyrinthen orientieren kann. Die erste Weiterentwicklung befasste sich mit diversen Umbauten, softwaretechnischer Weiterentwicklung sowie der Realisierung einer Kartenerstellung (360° Lagebild). Bei der zuletzt durchgeführten Diplomarbeit bestand die Aufgabe darin, das Fahrverhalten der Plattform weiter zu optimieren und ein neues Funkmodul (XBee Pro) zu integrieren. Darüber hinaus wurden umfangreiche Untersuchungen und Messreihen durchgeführt, ob die Erweiterung der Plattform um ein Kompassmodul zweckmäßig und realisierbar ist.
Die Hauptaufgabe die sich folglich ergab war die Weiterentwicklung der bestehenden grafischen Windows-Anwendung „RRC - Radio Remote Control“.

Durchführung
Das in dieser Diplomarbeit weiterentwickelte Fahrprogramm ermöglicht es der Plattform „FTW-4WD1“ nach wie vor der rechten Wand eines Labyrinths zu folgen. Wesentliche Erweiterung in diesem Bereich eine Optimierung und Erweiterung der Korrektur-Funktionen, für den Fall, dass sich das Fahrzeug von der zu verfolgenden Wand entfernt oder sich schräg auf diese zubewegt.
Der Datenaustausch mit einer PC-Remote-Station erfolgt nun mittels eines neu integrierten XBeePro - Funkmoduls. Hierzu waren umfangreiche softwaretechnische Anpassungen und Neuentwicklungen erforderlich. Die Kommunikation ist nun ebenfalls mit der durch die WE-4 entwickelten Software „XBee Communicaton 2“ durchführbar. Weiterhin erfolgte die Weiterentwicklung der grafischen Benutzeroberfläche dieser 4WD Plattform (ehemals RRC). Sie arbeitet nun unter dem Namen „4WD – XBee Communication Center“. Hierbei handelt es sich um eine Windows-Applikation, die neben sämtlichen Telemetriedaten auch eine Karte, mit den durch die Plattform erkannten Hindernissen, sowie hindernisfreien Flächen erzeugt.
Den Abschluss dieser Diplomarbeit bildeten mehrere Versuche mit dem Kompass-Modul Devantech CMPS03. Hier fielen unter anderem deutliche Unterschiede zwischen Fahrten in Gebäuden sowie Fahrten im freien Gelände auf. Grundsätzlich liefert das Modul jedoch von der nun fest installierten Position aus sehr zuverlässige Werte, die auch in den Programmen mittels grafischen Kompasses Berücksichtigung finden.
 
Ausblick
Es ist auch bei dieser Plattform noch eine Vielzahl spannender Weiterentwicklungen möglich. So sollte das Konzept der Erstellung einer Kartenmatrix überdacht werden. Es wäre z.B. denkbar, dass zukünftig eine Kartenoberfläche erstellt wird, die nur noch mittels mathematischer Berechnung Hindernisse in einer gemessenen Entfernung in die Karte einzeichnet. Bislang werden die vollständigen Kartendaten, einschließlich aller hindernisfreien Flächen, übertragen.
Die vorhandene grafische Oberfläche könnte um ein bereits vorhandenes Test-Tool erweitert werden, um so die Option zu haben vor einem Start einen System-Check aller Komponenten durchführen zu können.
Weiterhin ist die Einführung einer Maussteuerung eine Erweiterung. So könnten mittels Mausklick auf einen Punkt der Karte die entsprechenden Koordinaten an die Plattform übermittelt werden und diese fährt dann autonom bis zum Ziel. Sollte das Zielgebiet unerreichbar sein wird eine entsprechende Meldung ausgegeben. Hindernisse auf dem Weg zum Ziel werden in die Karte eingezeichnet.
Abschließend könnte getestet werden ob die Plattform um ein GPS-Modul erweitert werden kann, das mit dem Kompass-Modul interagiert.
Es ist ersichtlich, dass sich für die Zukunft eine Vielzahl weiterer interessanter und reizvoller Tätigkeitsfelder für die Weiterentwicklung der Roboterplattform FTW-4WD1 ergeben.

 

Michael Olligschläger (Dezember 2008)