Projekt: Rescue Roboter - Planung

[elduderado]

Schönen guten Abend liebe Community,

unsere Hochschule *** hat sich in den Kopf gesetzt, die Studiengebühren für ein Robot - Rescue - Projekt aus zu geben, an dem ich mit Interesse eingestiegen bin.

Wir sind gerade in der Planung, was wir alles benötigen, um einen halbwegs anständigen Roboter auf die Beine zu stellen. Da die meisten von uns Studenten rel. wenig Erfahrung mit Robotern haben, wir jedoch nicht bei Null anfangen wollen, haben wir uns überlegt mit dem Volksbot eine Basis zu schaffen, auf der wir aufbauen können.

Nun stellt sich mir die Frage, wie ich die Sensorik aufbaue. Ich suche im Moment nach Möglichkeiten, wie ich alle Sensoren unter einen Hut bekomme, sprich ne passende Schnittstelle, über die ich alles ansprechen kann.

Als Beispiel hab ich mir die Kartographie heraus gepickt. Das Frauenhofer bietet z.B. einen 3d Scanner an http://www.3d-scanner.net/datasheet/3DLS_Flyer_deu.pdf - der meiner Meinung nach aber schonmal viel zu schwer wäre mit seinen 7 kg :D

Als Alternative habe ich mir dann eine POB-Eye-Cam und SRF08 Sensoren angeguckt. Da ich von Etechnik aber relativ wenig Ahnung habe, würde ich gerne wissen, wie ich die am besten an einen Controller anbinde. Würde dafür z.B. das RNBFRA 1.22 (Mega32) das Richtige sein ???

Wenn es nach mir gehen würde, hät ich gern ein großen Controller wie z.B. ein Hub, an dem ich alle Sensoren anschließen und dann z.B. durch ein Ethernet Adapter meine Programme uppen kann. So wie mit z.B. einer SPS.

Es wäre super, wenn ihr mir ein paar Starthilfen geben könntet. Es ist mir nur wichtig, dass es ein System wird, das rel. einfach ansteuerbar ist, mit z.B. C oder Basic und wenig "Bauaufwand" mit sich trägt. Ich weiß, dass meine Aussage ein Widerspruch in sich birgt, aber versuchen kann man es ja mal ;)

Schonmal danke fürs lesen,

Micha

[Vitis]

kommt hallt drauf an was ihr alles machen wollt.
wollt ihr nur die c3088 verwenden, also die Kamera an sich
und die Erkennungsroutinen selbst entwickeln reicht n 8-Bitter nicht aus,
das ginge dann mehr in die Richtung ARM7 oder FPGA,
soll die POP-EYE komplett verwurstelt werden kann der AVR die schon
managen, dann seid Ihr aber abhängig von den Routinen, die die
POP-EYE Entwickler erstellt haben.
Der Laser Scanner wird für nen AVR ne Ecke zu heftig werden schon
vom RAM-Bedarf her, Verarbeitungsgeschwindigkeit der Scannerdaten
mal einfach ignoriert.
Während das SRF08 über I2C / TWI denkbar einfach zu handhaben ist,
das schafft n AVR wiederum locker zu verwursteln.

Eure Bandbreite der Sensorik ist schon beachtlich ;)

Kommt halt auch auf das Budget an.

ach so, das POP-EYE geht auch über I2C / TWI, sprich den SRF08
und diese kannste einfach an einen Bus knitteln, dann kann im Prinzip
n kleiner Achtbeiner die Dinger managen, sprich als Interface dienen
für die Bedienung per PC. Quasi n Buswandler von RS232 auf TWI

[HannoHupmann]

Das beste wäre es wohl gewesen, das Forum durchzulesen und sich dort die nötigen Informationen zusammen zu suchen. Dann hätte man auch geich gemerkt, dass dieser Thread besser unter "Geplante Roboter" passt.

Die Scanner sind deutlich besser als Ottnormal-Bastler hier bekommt und daher wäre es wohl sinnvoll entsprechendes an Hardware bereit zu stellen. D.h. ich würde gleich mit Mini PC anfangen. Vielleicht nur ein embedded Linux Board ansonsten ITX.

Wie Vitis schon gesagt hat, macht euch erst mal Gedanken darüber was ihr realisieren wollt und müsst. Dann kann man sich immernoch über Details wie Sensoren o.ä. Gedanken machen. Der Ansatz erst mal zu schauen was für Sensoren es gibt und wie man die Ansteuert ist bei solch einem Projekt falsch. Ich denke die Professoren werden es auch lieber sehen, wenn ihr erst eine Aufgabe definiert und dann euch die Wege zu deren Lösung überlegt. Das Projekt lässt sich damit dann leichter evaluieren.

Wer natürlich nur ein bischen rumbasteln will, der darfs auch gerne anders machen.

[elduderado]

Also der Roboter soll sich in einem unbekannten Gebiet selbstständig bewegen können. Das alleine ist schon schwer genug, aber er soll auch noch Opfer erkennen - also Puppen anhand von Thermodecken, Bilderkennung, CO2 ausstoß etc. Dazu kommt noch die Umgebung, die nicht einfach zu durchfahren ist. Es gibt Rampen, Treppen, Türen etc.

Aber das Terrain mal außen vorgelassen wäre es einguter Anfang, einen Roboter zu haben, der sich erstmal in einem Raum zurecht findet und bestenfalls schon ein Objekt erkennt.

Ich werde mir heute Abend deine erwähnten Komponenten mal anschauen.

Über den Preis wird bei uns nicht gesprochen, also es ist genug Geld da um sich theoretisch 3 Roboter zu kaufen.

MfG

Micha

[MeckPommER]

... er soll auch noch Opfer erkennen - also Puppen anhand von Thermodecken, Bilderkennung, CO2 ausstoß etc. Dazu kommt noch ...

Na, DAS nenne ich mal eine Herausforderung :-D

Nur was den Sinn angeht, da kommen mir leichte Zweifel. Ist es sinnvoll, nach Opfern zu suchen, die bereits Hilfe in Form von Thermodecken bekommen haben? Zumeist sind es Sanitäter, die die Opfer mit Thermodecken ausstatten - diese Opfer werden also schon betreut.
Die Bilderkennung von verletzten Menschen ... au weia, das möchte ich nicht realisieren müssen. Der Bot kümmert sich um eine intakte Plastikpuppe, während das kleine Mädchen mit Gesichtsverletzungen daneben unbeachtet bleibt.

Falls da nicht nur viel Geld verbraten wird, bin ich gespannt auf eure Ergebnisse. Haltet uns bitte auf dem Laufenden! :-)

Gruß MeckPommER

[elduderado]

Das mit den Thermodecken ist so gemeint, dass man die Puppe ja irgendwie für den Roboter lebendig darstellen muss... dafür halt die Heizdecke. So lässt sich z.B. mit einer Wärmekamera das Opfer erkennt !!!! ](*,)

[Vitis]

autsch ... Wärmebildkamera ....
das könnt ihr mit nem kleinen 8-Bitter ziemlich
knicken. Das die Dinger in den k€-Bereich gehen ist
Euch bewusst?

Für die Anwendung ist Rechenpower gefragt,
meine Empfehlung, Laptop oder n industrielles
Board drauf.

[i_make_it]

Bei Bilderkennung von Personen würde ich empfehlen erst mal mit einem low Power, Fanless PC 104 Rechner anzufangen. Am besten einen mit 2 USB Anschlüssen und dann zwei normale USB Kameras dran.
Als OS ein auf echtzeitfähigkeit getrimmtes Linux und dann mal bei sourceforge nach dem Quellcode für eine Bildverarbeitung mit 3-D Kartierung anhand von Stereobildern suchen.

So kann man Anhand von Mustererkennung und Objektgeometrie nach Menschen suchen.
So würden selbst Leichen erkannt werden.

Als low Cost Version für eine IR Kamera kann man sich einen Liniensensensor aus PIR Sensoren bauen und diesen rotieren oder oszilierend schwenken lassen. somit erhällt man auf einer 2-D Mantelflächenprojkektion die warm-kalt Konturen der Umgebung.
Wenn sich eine Homogen gleichwarme Fläche in einem an sonsten anders temperierten Hintergrund befindet wird durch die Eigenschaft der PIR Sensoren nur auf Temperaturänderungen zu reagieren, nur der Rand der Fläche erkannt.
Ein pyrometrich arbeitender Thermosensor wäre also noch notwendig um eine gradgenaue Temperaturangabe machen zu können.

[HannoHupmann]

Als Alternative habe ich mir dann eine POB-Eye-Cam und SRF08 Sensoren angeguckt. Da ich von Etechnik aber relativ wenig Ahnung habe, würde ich gerne wissen, wie ich die am besten an einen Controller anbinde. Würde dafür z.B. das RNBFRA 1.22 (Mega32) das Richtige sein

Wie ich es mir schon gedacht habe und die Aufgabenstellung bestätigt es nochmal, vergiss den ganzen Kram mi den µC. Für eueren Roboter reicht das niemals aus. Vollständiger PC muss her und entsprechendes ans ordentlichen Sensoren (Laserscanner, Kammeras etc).

Folgende Schritte empfehle ich:
1) Mechanik, sprich Plattform die rumfährt (kaufen von mir aus Volksbot oder was auch immer, aufjedenfall braucht es ne Zuladung von 20-30kg.
2) Ansteuern der Mechanik über einen PC (möglichst gleich auf dem Roboter).
3) Navigation im Raum

Wenns mal soweit ist, kann man sich Gedanken über Erkennen von Personen u.ä. machen. Hier sollten wohl Kameras zum Einsatz kommen.

Was bei euch gewünscht wird, ist weit davon entfernt was hier in der Regel gebaut wird. D.h. ihr müsst ein gutes Stück professioneller sein und auch entsprechen "Größer" denken und arbeiten. Das ganze Zeug für Hobbybastler kannst du vergessen. Also kauft euch ne ordentliche Industriemotorsteuerung mit CAN-Bus und und und.

Jetzt noch zu deiner etwas blauäugigen Aussage:

Über den Preis wird bei uns nicht gesprochen, also es ist genug Geld da um sich theoretisch 3 Roboter zu kaufen.

Sobald man hier richtig arbeiten will kommt man schnell in 5 stellige Bereiche. D.h. ihr solltet auf jedenfall über Preise reden!
Tut ihr es nicht, würde ich anderen Studenten empfehlen mal ganz schnell nachzufragen für was für einen Unsinn hier Studiengebühren verballert werden.
Ich bin selbst als studentischer Vertreter tätig und hab ein wachsames Auge auf alles was aus Studienbeiträgen bezahlt werden soll an meiner Hochschule.

[elduderado]

Nabend,

erstmal vielen Dank über die zahlreichen konstruktiven Beiträge.

@HannoHupmann und alle anderen ;):

Ich habe auch schnell gemerkt, dass man mit dem Standartkrams nicht so weit kommen wird ;) - d.h. wir werden jetzt mit der DSpace Autobox http://www.dspace.de/ww/de/gmb/home/products/hw/accessories/autobox.cfm arbeiten.
Ziel wird es für uns jetzt erst einmal sein, die Motoren des Volksbot an zu steuern und über Kartierung nach zu denken. Dabei wollen wir so viel wie möglich in Matlab arbeiten.

Für die Kartierung hab ich immernoch den 3D Scanner im Auge, jedoch stoße ich dabei schon jetzt auf konstruktive Schwierigkeiten.
Der Skanner ist rel. schwer und braucht 360° Drehwinkel, somit wird es schwer, z.B. einen Teleskoparm mit Kamera und CO2 Sensor zu montieren. Lösung wäre ein "nickender" 3D Scanner, aber da mach ich mir dann später weitere Gedanken drüber.

Achja und das mit den Studiengebühren ist immer so eine Sache. Wir bekommen das "viele" Geld auch nur, weil es ein öffentliches Projekt ist und nach außen hin gut aussieht.
Ich probiere schon seit einer Weile durch zu setzen, dass unsere Skripte kostenlos für die Studenten kopiert werden, was in einem anderen Department unserer FH auch schon so ist. Leider haben die Professoren keine Lust, die Skripte mit sich herum zu schleppen bzw. einen Antrag auf Drucken zu schreiben und wissen teilweise garnicht, dass sie die Skripte für uns überhaupt drucken lassen könnten. Aber so ist das leider!


@ i_make_it:

Das wäre auch eine gute Âlternative für eine IR Kamera, jedoch wäre das wohl schon ein/zwei Projekte für sich alleine ;)
Ich glaube, dass ich mir um die Kamera weniger Sorgen, als um die Software machen muss. Denn ein Programm zur Objekterkennung ist - denke ich mal - wesentlich komplizierter als sich eine teure Kamera zu kaufen ^^ evtl. kann uns da das IT Department zur Seite stehen.

[elduderado]

Nabend,

ich habe nochmal eine Frage bezüglich der Schnittstellen. Also wie in meinem letzen Post beschrieben, werden wir uns wahrscheinlich eine Autolbox bzw. eine Microbox von DSpace beschaffen + zusätzliche Karten für die verschiedenen Schnittstellen, die wir benötigen. Da es sich dabei um Industriestandarts handelt, findet man keine I²C Schnittstellen.

Ich würde aber gerne z.B. die Pop-Eye Kamera benutzen sowie die Ultraschallsensoren, die leider nur I²C haben (Auch wenn ich die Teile jetzt nicht kaufen würde, aber die Schnittstelle muss da sein).

1. Kann ich über das RN-Controll Board, das ja eine I²C Schnittstelle hat, z.B. die Pop-Eye über den RS232 an das DSpace Board anschließen und steuern?
2. Wie schließe ich denn mehrer I²C Devices and eine I²C Schnittstelle an (das steht so in der Wikipedia)

Ich stelle die Fragen aus dem Grund, da soweit ich weiß, Mathlab kein USB erkennt (I²C to USB) und USB rel. langsam ist - dann brauch ich auch keine DSpace Box. Meine einzige Mögichkeit ist die I²C Schnittstelle an irgendeinen Industriestandart zu knüpfen.

MfG

Michael

[HannoHupmann]

@elduderado mit dem Skripten wird bei uns an der FH wie folgt verfahren: Am Anfang der Vorlesung gibt der Prof ne Liste durch in die sich jeder einträgt der ein Skript will. Diese wird dann an die Kopierstelle (Vervielfältigung o.ä.) gegeben und die entsprechenden Exemplare liegen dann für die Studenten dort bereit (haken sich einfach ab in der Liste) die Kopierstelle gibt am Ende die Rechnung (oder Liste) an den Fachbereich zurück und der zieht es von den Studienbeiträgen ab.

Das Pop-Eye würd ich vergessen, das ist zwar ganz nett, aber wehe du willst was anderes damit machen, als bereits implementiert ist. Dann wird es schwer dazu Beispiele oder Tutorials zu finden.

Ne ordentliche Motorsteuerung kaufen die gleich CANBus hat und alles über CANBus ansteuern.

[elduderado]

@ HannoHupmann:
Die Motorsteuerung ist nicht das Problem, dass läuft alles über die DSpace Autobox bzw. Microbox.

Ich suche im Moment nach geeigneten Ultraschallsensoren, die ich anständig an eine Industrieschnittstelle anschließen kann. Sprich:

2-10 Ultraschallsensoren, die auf eine Reichweite von z.B. 5cm - 3m rel. genau den Abstand von Objekten messen können. Die Sensoren sollten, wenn möglich so wenige Schnittstellen wie möglich einnehmen. Angeschlossen werden die Sensoren an die MicroAutobox von DSpace
http://www.dspace.de/ww/de/gmb/home/products/hw/micautob.cfm

edit: Die Microbox hat z.B. 24 12bit Analog Channels, 2 serial Interfaces, 2 RS232, 2 slots für FlexRay modules, 4 CAN Channels....

Wenn ihr eine Idee für einen geeignetten Ultraschallsensor habt, wäre ich dankbar!

MfG

Micha

[elduderado]

Nabend,

also für diejenigen, die es interessiert, mal ein kleines Update zu dem Projekt:

Wir haben jetzt beschlossen, den Volksbot als Basis für unseren mobilen Roboter zu wählen, auch wenn er für schwieriges Gelände nicht so wirklich geeignet ist (die Rede ist vom Volksbot XT), aber irgendwo muss man ja mal anfangen. Die Steuerung der Motoren erfolgt demnach erstmal über RS232.

Das System wird über eine DSPace MicroAutobox und Matlab Simulink gestellt.

Als Sensoren werden bei uns Ultraschallsensoren von Microsonic der Reihe Mic+ eingestzt und wenn das Geld für nächstes Jahr reicht ein 3D Scanner von SICK bzw. einer der Beta 3D Scanner vom Frauenhofer Institut. Hinzu kommt noch ein/mehrere IR Sensoren, von denen ich persönlich nichts näheres weiß.

Ich denke mal, dass so eine gute Basis zum testen/probieren geschaffen ist.

MfG

Micha