Labor

Forschung

Untersucht werden Fragestellungen zu Problemen der

• Echtzeitsysteme
• Echtzeitkommunikation
• Verteilte Systeme
• Eingebettete Systeme

Time Aware Fault Tolerant (TAFT) Scheduler

Im Unterschied zu reinen Berechnungsalgorithmen kommt es bei Echtzeitsystemen darauf an, dass die Ausführung von notwendigen Steueroperationen und -algorithmen in einer festgelegten Zeitspanne garantiert wird. Sind bei der Steuerung mehrere Teileinheiten beteiligt, müssen diese in der Regel Daten austauschen (Verteilte Systeme). Auch hier gibt es vergleichbare Anforderungen: die Übertragung von Daten muss in einer vorgeschriebenen Zeitspanne sichergestellt werden. Dazu werden Methoden der Echtzeitkommunikation genutzt. Zur Untersuchung derartiger Fragestellungen sind mobile Roboter als Demonstratoren besonders geeignet: Sie besitzen in der Regel mehrere Sensoren und Aktoren, die entsprechend ihrer Charakteristik angesteuert werden müssen. Die Eigenbewegung der Roboter führt zu einer Interaktion mit der Umwelt - deren Konfiguration und Eigenschaften im Voraus nicht oder nur unvollständig bekannt sind. Es kommt daher darauf an, auch bei nicht genau vorhersagbaren Bedingungen Echtzeitverhalten zu erwirken.

Roboter

Kurt II - ein rollender Roboter mit sechs Rädern

Lauron - ein Roboter mit sechs Beinen

Lehre

Praktische Erfahrungen mit Problemstellungen eingebetteter Echtzeitsysteme können Studenten mit Hilfe von Roboterbausätzen sammeln. Im Rahmen eines Softwarepraktikums müssen mit Hilfe von selbst zu entwerfenden Robotern Aufgaben gelöst werden, etwa das Verfolgen einer Linie, Interaktion mit anderen Robotern oder die Manipulation der Umgebung. Dabei müssen insbesondere folgende Teilaufgaben gelöst werden:

• Erarbeitung einer Lösungsstrategie
• Entwurf des Roboterdesigns
• Modellierung des Systemverhaltens
• Entwurf und Implementierung der Robotersteuerung
• Test und Dokumentation

Das Ergebnis der Lösungen wird am Ende des Praktikums demonstriert und in der Regel in einem Wettbewerb getestet.

Softwarepraktikum

Roboter in der Lehre:  Lego-Mindstorms-Roboter