Informatik Tobias Fritsch Der Heimroboter im Spannungsfeld zwischen Endgerät und OSGI Schnittstelle Diplomarbeit
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Tobias Fritsch Der Heimroboter im Spannungsfeld zwischen Endgerät und OSGI Schnittstelle GRIN Verlag
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Diplomarbeit Informatik Der Heimroboter im Spannungsfeld zwischen Endgerät und OSGI Schnittstelle Autor: Dr. rer. nat. Dipl. Inform. Dipl. Kaufm. Tobias Fritsch www.tobiasfritsch.net Seite 1 / 68
Abstrakt: Diese Diplomarbeit dokumentiert ausführlich die Entstehung eines multimedialen Chatprogramms, welches audiovisuelle und Textdaten in einer 1-zu-1 Sitzung zwischen zwei Gesprächspartnern ohne zusätzlich laufenden Server übermittelt. Es bietet die Möglichkeit eine Roboterplattform, wie z.b. den ER1 von Evolution Robotics an eine oder beide Seiten anzuschließen und somit zusätzliche Anwendungsoptionen zu erhalten. Das vollständig auf Java basierende Programm bietet eine vordefinierte OSGI Schnittstelle, so dass diese Roboteranwendung als beispielhafte OSGI-Bundle Implementierung dienen kann. Die Arbeit bietet einen umfassenden Einblick in die Thematik der Robotik, fasst den allgemeinen technischen Stand zusammen und zeigt Berührungspunkte und Grundlagen für die hier entwickelte Lösung. Danach dokumentiert sie detailliert die Ausgangs- und Zielsituation, sowie die gewählte Lösungsstrategie. Nach einem ausführlichen wissenschaftlich qualitativen Performancetest gibt sie zum Schluss einen Ausblick auf mögliche Erweiterungen und andere Anwendungen. Das Ergebnis ist ein multimediales Chatprogramm, das vollständig in Java entwickelt wurde. Die Lösung der Verbindung basiert auf bewährten Java Socket Technologien und einer möglichst verlustfreien Netzkommunikation durch TCP/IP. Der multimediale Datentransfer verwendet vor allem Java Media Framework Lösungen, eine Erweiterung des bestehenden JDK. Mit Hilfe des JMF wurden Echtzeitübertragungen und Streaming implementiert, die Audio- und Videoübertragungen parallel zum Textchat erlauben. Der Roboter wird als mobiles Chat-System mit Anrufsignalisierung durch motorische Aktionen integriert. Zur Sicherung der Verlustfreiheit wurden unter anderem Programmierkonzepte wie das Cubbyhole verwendet. Seite 2 / 68
Der Heimroboter im Spannungsfeld zwischen Endgerät und OSGI Schnittstelle Inhaltsverzeichnis: Kapitel: Seite: 1. Einführung 1.1 Was ist Robotik 5 1.1.1 Das physische Design 6 1.1.2 Die Verhaltenssoftware 9 1.2 Übersicht aktueller Robotikprojekte 11 1.3 Was ist OSGI 16 2. Verbindung von Robotik und OSGI 2.1 Anforderungsanalyse 21 2.2 Darstellung IST Situation vor der Diplomarbeit 25 2.3 Konkretisierung SOLL Situation nach der Diplomarbeit 27 3. Lösungsvorstellung 3.1 Gesamtübersicht 29 3.2 Dokumentation wichtiger Klassen 30 3.3 Begründung der Implementierungsstrategie und Alternativen 39 4. Qualitativer Performancetest 4.1 Hintergrund und Einleitung 44 Seite 3 / 68