4.1 Die finale Aufgabenstellung
Es sollen zwei Roboter mit Greifarmen gebaut werden, die in der Lage sind, Fotorollen (Tonnen)
von einem Ort (Lager) zu einem anderen (Endlager) zu transportieren. Die
Ausgangssituation sieht folgendermaßen aus: Drei Tonnen stehen in einem festen Abstand im Lager
(am Streckenanfang) auf der schwarzen Linie, wobei zwischen den Tonnen grüne Markierungen
angebracht wurden. Die beiden Roboter (Produzent und Konsument) haben
unterschiedliche Funktionen und befinden sich zu Beginn an einem zentralen Punkt (Umschlagpunkt).
Sie stehen jeweils vor dem grünen Umschlagpunkt in einem leichten Abstand zueinander sich
gegenseitig "anschauend".Aufgabe ist es nun, dass zunächst der Produzent Tonnen liefert. Dazu holt dieser nacheinander eine Tonne aus dem Lager und bringt sie zum zentralen Umschlagspunkt.
Nach Abschluss dieser Aufgabe soll dieser dem Konsumenten signalisieren, dass eine Tonne am zentralen Umschlagspunkt bereit steht und abgeholt werden kann. Darauf soll der Konsument dieses Signal empfangen und die Tonne nehmen und ins Endlager (Streckenende) bringen. Dabei fahren beide auf der Linie entlang, wobei der Konsument als Erschwernis die Steigung überwinden muss. Oben angekommen soll dieser die Tonne ablegen und im Anschluss wieder den Weg bergab zum Umschlagpunkt zurückfahren. Erreicht dieser dann den Umschlagpunkt, soll er dem Produzenten mitteilen, dass er mit der Erledigung der Aufgabe fertig ist und die nächste Tonne vom Produzenten geholt werden kann. Dieser empfängt das Signal und macht mit seiner Aufgabe weiter (hier insgesamt dreimal). Die gesamte Prozedur soll dabei so schnell wie möglich ausgeführt werden.
Für die Tonnen (Fotorollen) ist es eventuell notwendig, sie zu beschweren, damit sie während des Transports nicht so schnell umkippen können.
In der finalen Aufgabe werden alle Funktionalitäten, die in den vorherigen Aufgaben bereits in den Prototypen I bis IV nach und nach umgesetzt wurden, kombiniert, wobei noch zwei weitere wesentliche "Fähigkeiten" hinzu kommen:
- effiziente Navigation (Linienverfolgung) einer durchgezogenen Linie mit nur einem Lichtsensor (von beiden Robotern)
- ein- und zweiseitige Kommunikation beider Roboter über die RCX-Schnittstelle
- kontrolliertes Hoch- und Herunterfahren einer Steigung ohne durchdrehende Räder
- richtiges und schnelles Erkennen und Usnterscheiden von schwarzen und grünen Streckenabschnitten
- schneller Transport von Tonnen mit Hilfe von Greifarmen
4.2 Aufbau der finalen Roboter
4.2.1 Aufbau des Produzenten (Prototyp V)
Der Produzentenroboter besitzt jeweils einen Motor für jede angetriebene Seite, links und
rechts, und hinten nur ein Rad zur Stabilität. Der RCX
befindet sich leicht nach hinten verlagert. Da der Platz an der Vorderseite des Roboters zur Integrierung einer
Haltevorrichtung (statischer Greifarm), die bei Bedarf auch alle drei dieser Tonnen transportieren
kann. Innerhalb dieser Haltevorrichtung ist der Lichtsensor
angebracht, so dass sich dieser vor dem Drehpunkt des Roboters befindet und mit nur einem Lichtsensor problemlos die
Linie zum Navigieren gefunden werden kann.4.2.2 Aufbau des Konsumenten (Prototyp VI)
Beim Roboter für die Konsumentenrolle kommt eine veränderte Version des Modells aus Aufgabe 3 zum Einsatz.
Dazu musste der Roboter insofern modifiziert werden, dass er die Tonnen aufnehmen kann. Dazu dient eine
seitlich am Roboter angebrachte Führungsschiene, die bei Bedarf auch drei Tonnen auf einmal aufnehmen kann.4.3 Funktionsweise und zweiseitige Kommunikation
4.3.1 Funktionsweise des Produzenten
Der Produzentenroboter soll nur auf der Ebene agieren, also keine Steigung überwinden und somit
wie laut Aufgabe gegeben nur die Tonnen holen und zur Übergabestelle transportieren. Danach erfolgt
ein Signalsendung an den Konsumentenroboter, damit dieser mit seiner Aufgabe, die Tonnen einzusammeln und
die Steigung zu überwinden, beginnt. Auf die Beschreibung der Steuerung der beiden Roboter wird nicht
eingegangen, da sie analog zur vorherigen Aufgabe ist.4.3.2 Funktionsweise des Konsumenten
Der Konsumentenroboter kann eine Steigung mit maximal drei Tonnen im Schlepp überwinden,
ohne dass eine dieser Tonnen durch den Böschungswinkel umkippt. Dieser Roboter kann ebenfalls mit dem zweiten
Roboter kommunizieren und somit interagieren.Java-Quellcode (Aufgabe 4)