1. Übungszettel: Motorik und Sensorik

Ausgabe: 30. Oktober 2002
Abgabe: 13. November 2002

Vorbemerkung

Auf dem ersten Lösungsblatt sollen von jedem Gruppenmitglied stehen:

• Name, Vorname
• Matrikelnummer
• Im Projekt RoboCup II? Ja/Nein

Lösungen von Programmieraufgaben sind grundsätzlich auch im Text zu beschreiben, d.h. die verwendeten Ansätze sind darzustellen. Eine Lösung, die nur aus einem Listing besteht, gilt nicht als gelöst.

Lösungsblätter können auf Papier (Gedruckt!) oder online im PDF-Format abgegeben werden. Andere Formate werden nicht akzeptiert. Die erstellten Quelltexte sind generell per E-Mail an mailto:roefer@tzi.de zu senden. Es sollen nur die selbst erstellten Quelltexte verschickt werden, auf keinen Fall das gesamte Projekt!!!

1. Motorik (25%)

Teilaufgabe 1. Vergleicht radgetriebene Roboter mit Laufmaschinen. Welche Vor- und Nachteile haben die unterschiedlichen Ansätze?

Teilaufgabe 2. Beschreibt unterschiedliche Antriebstechniken fahrender Roboter. Verdeutlicht ihre Beweglichkeit auch grafisch.

2. Aller Anfang ist schwer (20%)

In dieser Aufgabe geht es hauptsächlich darum, erste Erfahrungen mit der Software und dem Roboter zu machen.

Teilaufgabe 1. Schreibt ein Programm, dass es erlaubt, die seitliche Drehung des Kopfes (pan) des Roboters mit seinem Schwanz zu steuern, d.h. wenn ihr den Schwanz seitlich drückt, soll der Kopf diese Bewegung nachmachen. Setzt dazu motionRequest.tailRequest auf MotionRequest::stayAsForced, um die Schwanzgelenke nicht zu beschädigen.

Teilaufgabe 2. Nutzt die Beschleunigungsensoren, um denn Kopf immer waagerecht zu halten (tilt und roll). Nutzt dazu die Tatsache, dass die einzige Kraft, die die Sensoren bei einem unbewegten Roboter messen, die Gravitation ist.

3. Braitenberg-Vehikel (30%)

Valentino Braitenberg hat in seinem Buch Vehicles: Experiments in Synthetic Psychology eine ganze Reihe von sehr einfachen Robotern beschrieben, die meist durch direkte Sensor-Motor-Kopplung funktionieren. Eine Variante ist z.B. ein Roboter, der sich immer auf den hellsten Punkt in seiner Umgebung zu bewegt.

Teilaufgabe 1. Um sich zum hellsten Punkt zu bewegen, muss der Roboter lediglich unterscheiden können, ob es links oder rechts heller ist. Nutzt hierfür das Kamerabild. Die Helligkeitsinformation steckt im Y-Kanal, d.h. in Farbkanal 0. Um später sanftere Bewegungen zu erreichen, ist es günstig, das Verhältnis der beiden Helligkeiten zu bestimmen. Beachtet auch Sonderfälle!

Teilaufgabe 2. Programmiert den Roboter so, dass er zur hellsten für ihn sichtbaren Stelle läuft, bzw. auch versucht, diese Stelle zu folgen, falls sie sich bewegt. Ihr könnt hierzu die drei Freiheitsgrade der Laufbewegung nutzen.

4. Sensorik (25%)

Stellt unterschiedliche Sensoren einander gegenüber, gegliedert nach interner und externer Sensorik. Welche Stärken und Schwächen haben die einzelnen Sensoren? Bringt Beispiele, was jeder Sensor wahrnehmen und was er übersehen würde.