K L A U S U R D E C K B L A T T Name der Prüfung: Einführung in die Robotik Datum und Uhrzeit: 16.04.2014 um 11Uhr Bearbeitungszeit: : Institut: Neuroinformatik Prüfer: Oubbati Vom Prüfungsteilnehmer auszufüllen: Name: Vorname: Studiengang: Abschluss: Datum, Unterschrift des Prüfungsteilnehmers Hiermit erkläre ich, dass ich prüfungsfähig bin. Sollte ich nicht auf der Liste der angemeldeten Studierenden aufgeführt sein, dann nehme ich hiermit zur Kenntnis, dass diese Prüfung nicht gewertet werden wird. Eventuell Einverständniserklärung: Ich bin damit einverstanden, dass das Ergebnis dieser Prüfung unter Angabe meines Pseudonyms/Codeworts etc. durch Aushang am schwarzen Brett und/oder im Internet (nicht Hochschulportal!) veröffentlicht wird. Datum, Unterschrift des Prüfungsteilnehmers Hinweise zur Prüfung: Bitte beschriften Sie jedes Blatt mit Ihrer Matrikelnummer. Bitte halten Sie Ihren Studentenausweis zur Kontrolle bereit. Dauer der Nachklausur: 90min Maximal erreichbare Punktzahl: 40 Punkte Minimal Punktzahl um zu bestehen: 20 Punkte Bitte vermeiden Sie die Verwendung von roter Farbe. Nutzen Sie im Falle von Unklarheiten die Möglichkeit zu Rückfragen. Bitte dieses Feld für den Barcode freilassen! Erlaubte Hilfsmittel: Keine Viel Erfolg! Vom Prüfer auszufüllen: Erreichte Punkte: Note : Gesamtnote: Unterschrift Prüfer
Begründen Sie bitte Ihre Antworten Aufgaben Aufgabe 1: (11 Punkte) 1.1 Was ist ein Aktor bzw. ein Sensor? Beschreiben Sie diese kurz, und geben Sie Beispiele. (2 Punkte) 1.2 Beschreiben Sie kurz Zwei Arten von Abstandsensoren, und nennen Sie ihre Stärken/Schwächen. (4 Punkte) 1.3 Was ist das Instantaneous Center of Curvature (ICC)? Wo könnte er beim Differentialantrieb liegen? (3 Punkte) 1.4 Was ist eine Steuerung bzw. Regelung? Nennen Sie ihre Vor- und Nachteile. (2 Punkte) Seite 2 von 10
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Aufgabe 2: (7 Punkte) 2.1 Warum sind Analog-Digital und Digital-Analog Wandler in der Robotik erforderlich? (1 Punkt) 2.2 Wie könnte die Schaltung für einen 3 Bit Digital-Analog Wandler aussehen? Welche Beziehung ergibt sich dann zwischen Eingangs- und Ausgangssignal? (6 Punkte) Seite 4 von 10
Aufgabe 3: (10 Punkte) Ein mobiler Roboter mit Differentialantrieb soll sich um einem Winkel θ d auf der Stelle drehen. Der Achsabstand der zwei Antriebsräder ist L, und die beiden Räder haben den Radius r. Die aktuelle Ausrichtung wird von einem Sensor (Kompass) geliefert. Wie sollen die Motoren mit P-Reglern geregelt werden? Erklären Sie Ihren Regelkreis, und leiten Sie die Stellgrößen her. Seite 5 von 10
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Aufgabe 4: (12 Punkte) Ein mobiler Roboter soll den Boden lackieren (Abb. 1). Dafür soll eine Verhaltensbasierte Architektur aufgebaut werden. Ein Lackiersystem wird im Roboter eingebaut. 4.1. Mit welchen Sensoren soll der Roboter noch ausgestattet werden? 4.2. Definieren Sie die verschiedenen Behaviors, und erklären Sie wie man jedes Behavior implementieren kann. 4.3. Bauen Sie Ihre Architektur auf, und beschreiben Sie sie. 4.4. Aufgrund Ihrer Architektur erklären Sie wie der Roboter sich verhält, und zeichnen Sie seine Route. Abb. 1 Seite 7 von 10
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