Praktikum Roboterbau Wintersemester 2005/2006

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1 Praktikum Roboterbau Wintersemester 2005/2006 Informatics VII: Julius-Maximilians Universität Würzburg 20. Oktober 2005

2 Themenliste 1. Helikopter Flugkontrollsystem 2. Optisches Würfel Tracking 3. Predictive Display 4. Robotersteuerung mit Collaborative Control 5. Fernsteuerung eines Roboters mit Haptic Joystick und virtueller Realität 6. Impl. von Assistenzfunktionen (Geradeausfahrt) 7. Impl. von Assistenzfunktionen (Sicherheitsfunktionen) 8. Impl. von Assistenzfunktionen (Stromüberwachung) 9. Gestaltung der Graphischen Oberfläche 10. Einblenden von Sensordaten ins Kamerabild 11. Positionsbestimmung durch Infrarot-Sensoren 12. Software zu Daten-Verwaltung PC-HexaPOD-Sensoren 13. Integrate a color camera on a CubeSat platform 14. Contour Detection theoretical approach Bei Interesse Mail an Markus Sauer sauer@informatik.uni-wuerzburg.de

3 Organisatorisches Praktikumsdauer zwischen 6 Wochen und 3 Monaten Am Ende 15 minütige Präsentation Bericht ca. 20 Seiten Praktikum sollte ein klares Ergebnis haben

4 Helikopter Flugkontrollsystem Kommunikation mit der Bodenstation (Kommandos, Sensordaten, ) Datenverarbeitung Überwachen der Kommunikationsverbindung, der Batteriespannungen und der Fluglage um kritischesituationenzuvermeiden Senden von Befehlen an die Fluglageregelung Primär C/C++ unter Linux

5 Optisches Würfel Tracking Bestimmung der Position und Orientierung (6DOF) eines Würfels der mit Markern versehen ist Optimierung der Kamerkalibrierung Daten Fusion in Abhängigkeit von der Qualität der Positionsschätzungen

6 Predictive Display Analyse und Test der Möglichkeiten zur Berechnung eines vorhergesagten aktuellen Kamerabildes aus den gesendeten Kommandos an den Roboter, einer angenommen Verzögerung und des letzten Kamerabildes Ziel: Kompensation von Übertragungsverzögerungen durch Kommunikationsverbindungen

7 Robotersteuerung mit Collaborative Control Für die Fernsteuerung von einem oder mehreren mobilen Robotern soll eine GUI programmiert und analysiert werden, die auf dem Collaborative Control Prinzip basiert. Voraussetzungen: JAVA Art: Praktikum Kontakt: Frauke Driewer

8 Fernsteuerung eines Roboters mit Haptic Joystick und virtueller Realität Ultraschalldaten (Entfernungsmessung) sollen für den Operator mit Hilfe eines haptic joystick fühlbar gemacht werden. Austesten der Steuerung in virtuellen Karten. Voraussetzungen: JAVA Art: Praktikum Kontakt: Frauke Driewer

9 Mobile Außenroboter

10 Implementierung von Assistenzfunktionen (Geradeausfahrt) Geradeausfahrt einer bestimmten Strecke Ausweichen von Hindernissen 20m Einhalten der Richtung

11 Implementierung von Assistenzfunktionen (Sicherheitsfunktionen) Bestimmen der Lage (z.b. Hangneigung) Reagieren auf definierte Situationen Koordination mit dem Roboterarm

12 Implementierung von Assistenzfunktionen (Stromüberwachung) Messen der Batterie- Ströme Erfassen mit dem Prozessor und Senden Auswertung und Anzeige auf dem PC

13 Gestaltung der grafischen Benutzeroberfläche Erstellte Module nutzen und anpassen Ein Bedienkonzept umsetzen Aufbau und Design zur Entlastung des Nutzers

14 Einblenden von Sensordaten ins Kamerabild Kamerabild anzeigen Sensordaten einblenden Beides zusammen in einer Datei speichern Aufbau und Design zur Entlastung des Nutzers

15 Das Projekt Bestrahlungstisch Ziel des Projektes Bestrahlungstisch mit adaptiver Regelung zur Fixierung und Verfolgung von beweglichen Zielvolumina bei der Bestrahlung Schwerpunkte Sensorsysteme bzw. Datenverarbeitung zur Bestimmung der Position des Tumors Modellbildung und Regelung des Bestrahlungstisches HexaPOD TM Programmierungumgebung und Bedienoberfläche

16 Das Projekt Bestrahlungstisch Primäre Position Beschleuniger/ Portal Imaging PC Trajektorie Position Patient HexaPOD Camera 6D Beweglich! Sekundäre Position

17 Positionsbestimmung durch Infrarot-Sensoren Ziel: Positionsbestimmung beweglicher Objekte Art: Praktikum Aufgaben/Kurzbeschreibung: Setup des Sensorsystems Software zur Abtastung und Pre-Datenverarbeitung Versuch zunächst an festen Objekten, dann an beweglichen Implementierung des Algorithmus zur Positionsbestimmung anhand Multi-Sensor System Projekt-Anfang Voraussichtlich in November, nach Lieferung des Tisches Vorkenntnisse (wünschenswert): Teilnahme Vorlesung Sensorsysteme und Sensordatenverarbeitung ; C/C++

18 Software zu Daten-Verwaltung PC- HexaPOD-Sensoren Ziel: siehe Thema Art: Praktikum (1~2) Aufgaben/Kurzbeschreibung Aufbau der Arbeit-Sequenz zur Abtastung, Positionsbestimmung, Definition der Tisch-Trajektorie, Daten Verwaltung und Visualisierung, usw.... Zur Modellbildung/Regelung des Tisches sind Befehlen/Daten auszutauschen. Die Arbeit soll die von Medical Intelligence gelieferten Software so anpassen, dass die Daten für die Analyse zur Verfügung stehen Projekt-Anfang Voraussichtlich in November, nach Lieferung des Tisches Vorkenntnisse (wünschenswert): C/C++, JAVA

19 CubeSat Integrate a color camera on a CubeSat platform The purpose is to connect a small color camera (mobile phone camera or similar) to the CubeSat main board and implement software (C/C++) to read images and save them/send them to the ground station via radio-link. Requirements: C/C++, Linux, basic knowledge of electronics (interfaces) Type: Praktikum Supervisor: Radu Barza

20 CubeSat Contour detection (grayscale image) theoretical approach The purpose is to review the existing contour detection algorithms and analyze which one(s) are appropriate to be implemented on a low resources system (CubeSat). This topic can be further continued towards a Diplomarbeit (the task will be to implement the various algorithms on a CubeSat platform and compare their performance. For performance analysis, the Earth horizon has to be detected using grayscale images from Meteosat). Requirements: Image processing (for Diplomarbeit: C/C++, Linux) Type: Praktikum / Diplomarbeit Supervisor: Radu Barza