Pflichtenheft. Projektarbeit. RoboSim (NXT)

Transkript

1 Pflichtenheft Projektarbeit RoboSim (NXT) Projektarbeit 7301: RoboSim, Lego-Roboter, Aufgabe 1 Version 1.0 a Teilnehmer: Philipp Hoppen (hoppp1), Samuel Zehnder (zehns1), André Wittwer (witta3) Projektbetreuer Dr. J. Boillat

2 Versionsverlauf Versions-Nr. Verfasser Bemerkungen 1.0 a André Wittwer (witta3) Erstellung des Dokumentes 1.0 b André Wittwer (witta3) Überarbeitung gem. Besprechung mit Herrn Boillat. hoppp1, witta3, zehns1 Seite 2 /

3 Inhaltsverzeichnis 1 Zielbestimmung Aufgabenstellung (Aufgabe 1) Musskriterien Wunschkriterien Grafische Simulation Roboter Abgrenzungskriterien Projekt-Einsatz Anwendungsbereiche Zielgruppen GUI Benutzeroberfläche Grafische Simulation Qualitäts-Zielbestimmung Globale Testszenarien Verhalten der Wesen (Roboter) alle Wesen Wesen 2a Wesen 2b Wesen 3 (optional) Entwicklungs-Umgebung Software Hardware Orgware Ergänzungen / Sonstiges Quellen...6 hoppp1, witta3, zehns1 Seite 3 /

4 1 Zielbestimmung Als Projektarbeit haben wir die Lego-Roboter-Simulation, Aufgabe 1 ausgewählt. Als Basis für die Aufgabe 1 gilt das Dokument Künstliche Wesen vom Autor Valentin Braitenberg. Abgabetermin des Projekts ist 1 Woche vor Semester-Ende, d.h. ungefähr 10. Januar Aufgabenstellung (Aufgabe 1) Lesen Sie das Buch Künstliche Wesen von Valentin Braitenberg sorgfältig durch. Konstruieren Sie mit Lego einen Roboter, der das im Buch Künstliche Wesen beschriebene Verhalten ausführen kann. Graphische Simulation des Roboters mit Schwerpunkt auf didaktische Aspekte. Der Roboter besteht aus 2 Lichtsensoren und 2 Motoren. Das Eingangssignal der beiden Motoren ist eine Funktion der Ausgangssignale der Sensoren. Die Programmierung erfolgt mit Java. Der Roboter und die Simulation müssen dieselben Java-Funktionen verwenden. 2.1 Musskriterien Bau eines Roboters mit zwei Sensoren und zwei Antriebsmotoren bestückt. Implementation des Verhaltensmuster Wesen 3a sowie 3b. Grafische Simulation des Roboters. D.h. das effektive Verhalten des Roboters wird zusätzliche grafisch simuliert. Dabei muss das Basisprogramm für die Bewegung des Robotors sowie für die Simulation identisch sein. 2.2 Wunschkriterien Grafische Simulation Verändern der Lichtquelle mit der Maus (Intensität) und den Standort der Lichtquelle. Hinzufügen von verschiedenfarbigen Robotern. Ein Control-Panel für die Konfiguration der Einstellungen. Hinzufügen von mehreren Lichtquellen, evtl. Roboter mit eigenen Lichtquellen versehen Roboter Einbau eines Berührungs- oder Ultraschallsensor, welcher verhindert, dass der Roboter vorwärts in die Mauer knallt. 2.3 Abgrenzungskriterien Es werden nur die Original-Bauteile (MIT-Kriterien) von Legos eingesetzt. 3 Projekt-Einsatz hoppp1, witta3, zehns1 Seite 4 /

5 3.1 Anwendungsbereiche Die Anwendung wird lediglich im Rahmen des Projekts (Labor) eingesetzt. 3.2 Zielgruppen Dozenten der Berner Fachhochschule, Bereich Informatik Klassen I 3 pq 4 GUI Das GUI wird in zwei Hauptteile Benutzeroberfläche (Console) sowie Grafische Simulation unterteilt. 4.1 Benutzeroberfläche Auf der Benutzeroberfläche können diverse Parameter eingestellt werden, welche den Roboter oder die Umgebung beeinflussen. Zusätzlich können mittels Button die Simulation gestartet oder gestoppt werden. 4.2 Grafische Simulation Auf der grafischen Simulation wird der Raum (4 Ecken, 4 Kanten) dargestellt. Die Lichtquelle wird in die Mitte des Raums gestellt. Als Zusatzoption könnte die Lichtquelle mittels Maus gesetzt und verschoben werden. Auch der Roboter kann mittels Drag & Drop verschoben werden. 5 Qualitäts-Zielbestimmung Die Ausgabe der grafischen Simulation wird möglichst realitätsnah implementiert. Die Sensoren müssen getestet werden. Damit der Roboter möglichst auf die Lichtsensoren reagiert, müssen die Sensoren in einem dunklen Raum getestet und gemessen werden. 6 Globale Testszenarien 6.1 Verhalten der Wesen (Roboter) alle Wesen Sobald der Roboter in die Mauer oder in die Lichtquelle fährt, stoppt der Roboter Wesen 2a Das Wesen verhält sich so, dass es sich von der Lichtquelle abwendet. Jeder Sensor wird mit dem Motor derselben Seite verbunden. hoppp1, witta3, zehns1 Seite 5 /

6 6.1.3 Wesen 2b Das Wesen verhält sich so, dass es sich zur Lichtquelle richtet. Jeder Sensor wird mit dem Motor der entgegengesetzte Seite verbunden Wesen 3 (optional) Wenn genügend Zeit vorhanden ist, wird auch das Wesen 3a (Liebt) sowie 3b (Forschernatur) implementiert. 7 Entwicklungs-Umgebung 7.1 Software Auf das Steuergerät wird die Java Virtual Machine lejos Version 0.4 Beta geladen. Als Entwicklungsumgebung wird Eclipse Version mit der Java-Version 1.5 eingesetzt. Als Betriebssystem wird Microsoft Windows XP eingesetzt. Evtl. werden auch noch Tests mit Linux gemacht. Für die Verbindung des Steuergerätes NXT mittels USB wird die Software LibUSB-Win32 Filter installiert. 7.2 Hardware Für den Bau des Roboters werden die Bauteile von Lego Mindstorm eingesetzt. Der Roboter wird mit zwei Lichtsensoren bestückt. Zwei Motoren sind für die Steuerung und Fortbewegung des Roboters zuständig. Für die Steuerung der Antriebmotoren und das Auswerten der Lichtsignale aus den Sensoren wird das Steuergerät NXT verwendet. Folgende Hardware (Notbooks) werden für die Entwicklung eingesetzt. Dell Inspiron 630m, André Wittwer Toshiba Satellite M40, Philipp Hoppen Fujitsu Siemens Lifebook E8020, Samuel Zehnder 7.3 Orgware Als Repository wird das SVN (Subversion) benutzt, welches von der HTI-Biel zur Verfügung gestellt wird. 8 Ergänzungen / Sonstiges 8.1 Quellen hoppp1, witta3, zehns1 Seite 6 /