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Die Roboter Sarge und Beaufort

Die Roboter Sarge und Beaufort

In diesem Jahr bauten wir wieder zwei Roboter - einen Hauptroboter und eine Drohne. Sie übernehmen auf dem Spielfeld unterschiedliche Aufgaben.

Homolugation von Sarge und beaufort in Hannover
Hauptroboter (vorne links) und Drohne (vorne rechts) bei der technischen Zulassung ("Homologation") auf dem deutschen Vorentscheid in Hannover. Sven Wittig erklärt der Schiedsrichterin deren Funktionsweise.

Grundlegendes zu den beiden Robotern

Wir haben grundlegende Daten über unsere Roboter in der folgenden Tabelle zusammengetragen, um Ihnen einen Überblick über die konkreten Aufgaben und Komponenten zu geben.
Als knappe Skizzierung empfiehlt sich auch unser diesjähriges Wettbewerbsposter im Download-Bereich.

Sarge

Beaufort

Ziele Gegnerische Kegel umschießen, eigene Kegel wieder aufstellen Kegel auf gegnerischer Spielfeldhälfte umwerfen
Hauptelemente dafür Squashball-Schussmechanismus mit 10er-Magazin, Kran auf Basis eines Magnetaufzuges Gebläse 575W, gefederter Stoßarm
Antrieb Differenzialantrieb Omnidrive
Abmessung Höhe: 40 cm
Grundfläche: 28cm x 22cm
Höhe: 36cm
Durchmesser: 26cm
Werkstoffe Außenhaut: Kohlenfaserstoff
Chassis: Aluminium
Sensorik Boden-Farbsensoren, Ultraschallsensoren, Infrarotsensoren, Kollisionsdetektoren (auf Bodenhöhe in Außenhaut integriert)
Energieversorgung 12-Volt-Akkus (Bleigel) 
Elektronische Besonderheiten Mikroprozessor-Netzwerk (in jedem Roboter mehr als 20 Prozessoren), verbunden via I2C-Bus und RS 232
Software Die Software-Plattform ist auf beiden Robotern identisch.
Betriebssystem: Linux.
PC-basierte modulare Software mit Inter-Prozess-Kommunikation.
Reaktive High-Level-Steuerung mit eigens entwickelter Steuerungssprache.
Hardware-Schnittstelle mit vollständiger Abbildung der Roboterstruktur im Steuerungs-PC.
Im Hauptroboter Monte-Carlo-Positionierung auf Basis von Odometrie und Boden-Farbsensoren.
Bedienerschnittstelle  2-Zeilen-LCDs in Kombination mit Tastenmenü

 

Der Hauptroboter "Sarge"

Dem Hauptroboter kommt zunächst einmal die Aufgabe zu, zu Beginn des Matches Kegel des Gegners umzuschießen. Dazu werden Squashbälle zwischen zwei synchronisierten Rollen auf 40 km/h beschleunigt und nahezu punktgenau auf die andere Spielfeldhälfte geschossen. Dank des vorgelagerten Magazins können auf diese Weise bis zu 8 Bälle zum Umwerfen der Kegel eingesetzt werden.
Nach Leerung des Magazins geht der Hauptroboter dazu über, auf der eigenen Spielfeldhälfte Kegel wieder aufzustellen, die der Gegner bis dahin umgeworfen hat.

Sarge, der Hauptroboter
Als Antrieb dient im Gegensatz zur Drohne ein Differenzialantrieb, d.h. zwei axial angebrachte Motoren, die einzeln geregelt werden. Diese Antriebsform haben wir auch in den vergangenen Jahren bei allen Robotern eingesetzt.

Die Drohne "Beaufort"

Die Bezeichnung Drohne im Sinne von Hilfsroboter kann zugegebenermaßen leicht missverstanden werden. Wenngleich ein wenig kleiner als der Hauptroboter, ist unsere Drohne eben nicht einfach nur dazu gedacht, diesem auf dem Spielfeld zu assistieren. Auf eigene Faust und offensiv soll sie den Graben in der Mitte des Spielfeldes finden und überqueren. Auf der gegnerischen Spielfelfdhälfte angekommen, ist ihre Aufgabe, so viele Kegel wie möglich umzuwerfen, sofern sie noch nicht vom Hauptroboter umgeschossen worden sind. Dazu stehen ihr ein starkes Gebläse sowie ein dünner federnder Arm zur Verfügung. Stehende Kegel werden dabei allein mit Hilfe von Ultraschallsensoren erkannt.

Bei der Drohne setzen wir erstmals Omniwheels ein, d.h. Räder, die eine Bewegung des Roboters in jeder Richtung ohne vorherige Drehung/ Kurvenfahrt ermöglichen. Dadurch erzielen wir besondere Beweglichkeit, die die Überquerung des Grabens beschleunigt.

Beaufort
Das Foto zeigt einen Entwurf der Drohne von Ende Januar 2005. Im Vergleich dazu ein (verkehrt herum) stehender Kegel.


In der im Entwurf noch fehlenden oberen Ebene ist nun die Bedienschnittstelle integriert. Mit ihr lässt sich der Roboter z.B. zu Beginn eines Wettkampf-Spieles starten, kalibrieren und eine Strategie auswählen.

Zum ersten Mal ist übrigens die Grundfläche eines unserer Roboter annähernd sechseckig, nachdem wir bislang rechteckige und kreisrunde Roboter entwickelt haben... Die Entwurfszeichnung zeigt ferner deutlich die angewinkelte untere Kante der Verkleidung. Sie dient dazu, dass der Roboter nicht durch hartnäckig haftende Squash-Bälle, die zum Umschießen von Kegeln eingesetzt werden dürfen, blockiert werden kann.

Omniwheels
Das Foto zeigt ein so genanntes Omniwheel der Drohne. Integrierte zusätzliche Rollen im Rad ermöglichen auch Seitwärtsbewegungen.

Elektronik

Noch nie zuvor haben wir pro Roboter so viele Mikroprozessoren verwendet wie in diesem Jahr. Die Idee hinter dem Mikroprozessornetzwerk besteht darin, möglichst modular und lokal Sensoren auszuwerten und Effektoren zu steuern. Die Architektur, dass ein PC auf hoher Ebene den Roboter strategisch koordiniert und kleinere Prozessoren spezielle Aufgaben übernehmen, hat sich bewährt und trotz der Volumenbeschränkungen durch das Reglement des Eurobot als machbar erwiesen. (Im Vergleich dazu haben wir noch 2003 den gesamten Roboter mit nur einem einzigen selbst programmierten Mikroprozessor gesteuert.)
Hub
Die Abbildung zeigt exemplarisch jene Platine, auf welcher einer der zahlreichen Mikroprozessoren eingesetzt wird. Sie fungiert als Schnittstelle zwischen PC und den anderen Platinen.