UMMV

aus MariaTheresia, der freien Wissensdatenbank

Org.Unit	5AHDVN
(Schul)jahr	2004/05
Teilnehmer	David Lenhart,Patrick Stern
Keywords	Roboter, Autonom

Funktion:
Es soll ein Roboter entworfen und gebaut werden der fähig ist sich fortzubewegen. Er soll zur Überwachung eingesetzt werden und kontrolliert eine bestimmte Gangpassage der er über eine bestimmte Strecke folgt. Er soll Eindringlinge erkennen und scannt daher den zu überwachenden Gang auf Hindernisse. Falls diese Behinderung vorher bereits vorhanden war soll ausgewichen werden. Der andere Fall tritt auf wenn dieses Hindernis neu ist und bei den vorherigen Überwachungsfahrten nicht erkannt wurde. In diesem Fall wird Alarm ausgelöst.

Leistung:
Unser Ziel ist es einen Roboter zu konstruieren der, sobald mit Softwaresystem versehen, als Überwachungsdroide in Räumen/Gängen eingesetzt werden kann.
Der Roboter überwacht diese Gangpassage autonom und zeichnet Anomalien für einen Überwacher auf. Dieser hat dann zu entscheiden ob es sich um einen Eindringling handelt. Durch dieses System wird die Chance eines potentiellen Fehlalarms verringert und der Überwachungsaufwand sinkt.
Der Roboter muss um diese Tätigkeit ordnungsgemäß zu erfüllen zwischen Hindernissen die vor dem Überwachungsstart bestanden haben und neuen unterscheiden. In einem Startdurchlauf werden Hindernisse gescannt und in einer Datenbank abgespeichert. Hindernissen wird automatisch ausgewichen.

Hardware:
Der Roboter wird auf einem 3-Rad Konzept aufgebaut. Das Vorderrad ist frei beweglich wohin hingegen die beiden Hinterräder zur Steuerung verwendet werden.

Die Bodenplatte des Chassis besteht aus Holz und darauf ist die gesamte Hardware montiert. Optional kann ein Laptop über der Hardware mitgeführt werden. Es wird sich während der Projektarbeit herausstellen ob dies von Nöten ist oder nicht.

Für die Prozesssteuerung werden μController vom Typ PIC16F877 verwendet. Ein weiterer Bestandteil der Hardware sind die Sensoren für die Hinderniserkennung.

Dazu wird Ultraschall verwendet. Um zu gewährleisten, dass Hindernisse immer so erkannt werden dass die Position bei gleichen Hindernissen gleich ist muss die eigene Position immer ermittelbar sein. Aus diesem Grund folgt der Roboter, mittels eines Photodiodenaufbaus, einer Linie von der er nicht abweicht. Die Linie wird vom Projektteam am Boden befestigt und besteht aus schwarzem Klebeband das großen Belastungen wiederstehen kann.

An beiden Enden des Roboters sind großflächige Druckschalter installiert, die dem Roboter erlauben Hindernisse auch auf kürzeste Distanz zu erkennen, diese Maßnahme ist notwendig da der vom Projektteam verwendete Ultraschallaufbau (so wie jeder andere) eine minimale Reichweite hat. Innerhalb dieser Reichweite würden Hindernisse falsch oder gar nicht erkannt werden.
Die US-Sensoren haben eine Reichweite von ca. 2 Metern (bei maximaler Spannung) was völlig ausreichend für die meisten Gänge ist. Sie können mit einer Spannung zwischen 3 und 12 Volt betrieben werden. Das Projektteam wird die Spannungsversorgung der Kapseln der Gangesbreite anpassen um optimale Auslastung zu erzielen. Eine Ultraschallkapsel (2 werden für einen Sensor benötigt) hat ca. die Größe von 2 parallelen Erdnüssen.

Software:
Da es sich hier lediglich um eine 2-Mann Projektgruppe handelt würde die Aufgabe einen Roboter vollkommen eigenständig zu schaffen den Rahmen sprengen. Aus diesem Grund ist UMMV ein reines Hardware Projekt. Das Projektteam hat im Laufe der Projektarbeit nicht die Aufgabe eine Software für den Überwachungsroboter zu schreiben. Zu Testzwecken ist allerdings eine Software nötig. Diese wird jedoch nicht vom Projektteam sondern von Projektexternen entwickelt. Bei diesen projektexternen Personen handelt es sich um Klassenkollegen die im Laufe des Jahres diese Software programmieren werden.

Interfaces:
Am Roboter werden Hindernisse per Ultraschall erkannt und mit einem Zentralen PIC an den Laptop übergeben dieser speichert sie in einer Datenbank und vergleicht neue mit eben diesen gespeicherten Werten. Die PICs untereinander verständigen sich nicht.

Wirtschaftlichkeit:
Der Vorteil gegenüber einer unflexiblen Kameraüberwachung ist die Mobilität eines Roboters. Der Überwachungsdroide ist für einen zugewiesenen Bereich zuständig und scannt diesen nach neuen Objekten.


Projektdokumentation: