LabVIEW Erfahrungen aus der

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1 Fraunhofer VolksBot mit CompactRIO und LabVIEW Erfahrungen aus der Lehrveranstaltungsreihe Teamrobotik Ansgar Bredenfeld, Fraunhofer IAIS Manuela Kanneberg, Timo Lindhorst, Edgar Nett, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

2 Fraunhofer VolksBot Modulares Roboterkonzept für Lehre und Forschung Einsatz in der Lehre (internationaler Hochschulmarkt) VolksBot RT3 VolksBot RT4 VolksBot RT6 Rapid Prototyping mobiler Roboter Forschungs und Kundenprojekte, z. B. der Marbot für das Alfred Wegener Institut in Bremen

3 Lehrveranstaltung Softwareprojekt Teamrobotik Zweites Studienjahr Informatik Praxisorientiertes Projekt zur Vorlesung Schlüsselkompetenzen selbständige Bearbeitung eines Softwareprojektes inteamarbeit Ziel: Training von Soft Skills bei der Projektdurchführung Anspruch: Lösung eines praxisnahen technischen Problems Struktur der Teams Teams mit drei bis vier Studierenden Integrationsteam mit einem Repräsentant aus jedem Team Ablauf der Veranstaltung Phase 1: Bearbeitung eines Teilthemas im Team (Individualbenotung) Phase 2: Integration der Teilthemen zu einem Gesamtsystem öffentliche Demonstration des integrierten Gesamtsystems

4 Aufbau der ersten Lehrveranstaltung Teamrobotik SS 2009 Thema Inbetriebnahme der VolksBot RT3 Roboter mit CompactRIO und den nötigen Sensoren und Systemkomponenten Gruppen Laserscanner: Erfassung und Auswertung der Messdaten Motoransteuerung: t einfache und komplexere Bewegungsdirektiven Cockpit: Programmierung einer Steuerzentrale (WLAN) Abschlussdemo Roboter navigieren mit Daten vom Laserscanner kollisionsfrei durch ein Labyrinth Sensordaten und Positionen der Roboter werden im Cockpit visualisiert

5 Aufbau der zweiten Lehrveranstaltung Teamrobotik WS 2009/2010 Thema Umsetzung eines einfachen Explorationsszenarios aus dem Bereich RoboCup Rescue Gruppen autonome Exploration einer Umgebung mit Hindernisvermeidung Bildverarbeitung: it Test verschiedener Kameras, Auswertung der Kamerabilder und Detektion von Opfern Abschlussdemo autonomer Roboter exploriert eine Umgebung, sucht Opfer mit Hilfe der Kamera und signalisiert i tden Fund

6 Aufbau der dritten Lehrveranstaltung Teamrobotik SS 2010 Thema Kartenerstellung und kamerabasierte Lokalisierung Gruppen Auswertung von Odometrie und Laserscannerdaten zur Erstellen einer Umgebungskarte Kamerabasierte Lokalisierung i mit Landmarken zur Positionsverbesserung Bewegungsplanung und einfache Pfadplanung zur Exploration einer Umgebung Abschlussdemo autonomer Roboter exploriert eine Umgebung, erstellt eine Karte und korrigiert diese mit Informationen aus der Landmarkenerkennung

7 Erfahrungen mit den Studierenden Szenario ist besser für die Lehre geeignet g als die bisher eingesetzten LEGO Mindstorms NXT Roboter insbesondere leistungsstarke Studenten werden angesprochen anfängliche Vorbehalte der Studierenden gegenüber graphischer Programmierung, aber Einsicht, dass LabVIEW gerade bei der Systemintegration sehr effizient ist Studierende insbesondere aus den dualen Studiengängen erlebten lb die Veranstaltung als sehr praxisnah, da mit industrierelevanter Software und Hardware gearbeitet wird Studierende erfuhren teilweise erstmalig den Realismusder eigenen Projektplanung. Sie überschätzten nahezu durchgängig dasvonihnen eingeplante Arbeitspensum/Zeitaufwand.

8 Erfahrungen mit VolksBot und CompactRIO Vorteile sehr zuverlässige Komponenten ohne Ausfälle Nachteile zu geringe Reichweite des Hokuyo Laser Scanners (URG 04LX) Batterielaufzeit etwas zu knapp Die gleichen VolksBot RT3 Systeme mit CompactRIO/LabVIEW wurden bei der NI WorldClass 2009 und 2010 eingesetzt Ef Erfahrungen aus den drei ilh Lehrveranstaltung und den bid beiden NI WorldClasses sind in das Re Design einer neuen VolksBot Variante eingegangen

9 VolksBot Lab Features Ausstattung des VolksBot Lab SICK LMS 100 Laser Scanner (20 m Reichweite, TCP/IP) zusätzliche analoge und digitale Ein und Ausgänge zusätzliche Bordspannungsversorgungen 5 V und 12 V für Sensoren längere Batterielaufzeit Outdoor fähiges Fahrwerk On board WLAN Router LabVIEW for Robotics Live Demonstration des VolksBot Lab hier auf der VIP 2010

10 Fazit Der Einsatz mobiler Robotersysteme in der praktischen Ausbildung von Studierenden bietet entscheidende Vorteile für Lernende und Lehrende mobile Roboter sind ein attraktives Thema für Studierende ein breites thematisches Spektrum kann abgedeckt werden perfektes Szenario für Systemintegration Aufgabenstellung lässt sich adaptiv an Forschungsthemen anpassen nahtlose Übergangsmöglichkeiten g g von praxisorientierten Lehrveranstaltungen zu Forschungsarbeiten sehr gut geeignet für die Auswahl leistungsfähiger Studierender