Lehre : Lehrveranstaltungen

Prof. Dr. Nett;  Dipl. Inf. M. Deutscher-Tiemann

Info: deutscher

http://ivs.cs.uni-magdeburg.de/EuK/

"Robotikgesteuerte Umgebungsexploration"

Einführung in das Arbeitsumfeld

Um in unbekanntem Gelände sicher zu laufen, ist eine Vielzahl von Aufgaben zu bewältigen. Neben einer Berechung der Lagekoordinaten im Raum, des Bodenwiderstandes oder des optischen Horizonts lassen sich  auch  akustische Signale wie der Trittschall zur Steuerung einer Körperposition verwenden. So gehören akustische Vergleiche von vergangenen und aktuellen Schritten zu wichtigen Funktionen einer Bestimmung von bekanntem und unbekanntem Untergrund; ferner zählt das rechtzeitige  Bemerken von Durchbrüchen des Untergrundes sowie sein Weggleiten während eines Trittes ebenso dazu. Durchbrüche können durch Kraftmessungen oder Gleichgewichtsmessungen bemerkt aber kaum vorbeugend reagiert werden. Dem Vorbild vieler Lebewesen entsprechend soll u.a. durch eine effektive Kommunikation zwischen wahrnehmenden Sensoren von Schallemission aus dem Untergrund und der Generierung adäquater motorischer Reflexe auch sicheres Gehen von Robotern ermöglicht werden.

Aufgaben:

Wir wollen zunächst mit einfachen Mitteln diesen Laufprozess im Labor nachbilden und aus den Zusammenhängen von einwirkender Kraft, Schallintensität, Schallspektrum, optischem Horizont und Körperneigung Informationen gewinnen, die für ein zuverlässiges, vorrausschauendes Laufverhalten von Bedeutung sind. Um diese Daten - online- zu gewinnen, ist die Entwicklung einer geeigneten Schnittstelle am Laufroboter LAURON III erforderlich, die folgende Aufgaben leisten soll.

Die Erfassung akustischer Daten, Kraftdaten der Beine, Körperneigungsdaten sowie Daten des visuellen Horizontes. Dazu ist die Entwicklung geeigneter Protokolle zur Kommunikation (Datentransfer) zwischen Sensor, Speicher und verarbeitenden Prozessen erforderlich.

Neben der Bereitstellung im Speicher sind aus den oben genannten Daten informatorische Zusammenhänge darzustellen. Es ist anzunehmen, dass während einer Rissbildung und insbesondere während des Brechens von Untergründen fremde, im Vergleich zum vorhergehenden Schritt, zeitlich kurze akustische Impulse mit andersartigen  (breitbrandigen) Frequenzanteilen auftreten. Diese gilt es, im Zusammenhang mit den aktuellen auf den Untergrund wirkenden Kräften des Roboterbeins, zu  detektieren und zu visualisieren. Die zeitlichen Verläufe spielen dabei eine entscheidende Rolle.

Hierzu soll der Praktikant sich in die Entwicklung von Datentransfer Protokollen einarbeiten und ein geeignetes Protokoll für eine rechtzeitige, heterogene Sensordatenerfassung erstellen. Um die aufzunehmenden Daten zu analysieren und zu visualisieren sind Grundlagen der Signalverarbeitung (FFT, DCT) erforderlich  oder die Bereitschaft zur Einarbeitung. Die Implementierung eines PC104-Systems sowie Kenntnisse im Systemumfeld: Linux, Windows NT, Mathelab-Software sind eine Vorraussetzung für die Erledigung der o.g. Aufgaben.

Teilnehmerzahl: 2-3