Labor: Autonome Mobile Systeme - Carpe Noctem Robotic Soccer
Labor: Autonome Mobile Systeme - Carpe Noctem Robotic Soccer
Labor: Autonome Mobile Systeme - Carpe Noctem Robotic Soccer
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<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong><br />
<strong>Systeme</strong><br />
RoboCup Team <strong>Carpe</strong> <strong>Noctem</strong><br />
Verteilte <strong>Systeme</strong><br />
Universität Kassel
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Inhalt<br />
Über uns<br />
Einleitung<br />
Architektur<br />
Roboter Perspektive<br />
Ausblick<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 2 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Über uns<br />
⋄ Prof. Dr. Kurt Geihs<br />
Leiter des Fachgebiets Verteilte <strong>Systeme</strong><br />
⋄ Roland Reichle, Hendrik Skubch,<br />
Dominik Kirchner und Daniel Saur<br />
Teamleitung <strong>Carpe</strong> <strong>Noctem</strong> <strong>Robotic</strong> <strong>Soccer</strong><br />
Doktoranden am Fachgebiet Verteilte <strong>Systeme</strong><br />
⋄ Team von (früheren) Studenten<br />
Mitglieder von <strong>Carpe</strong> <strong>Noctem</strong> <strong>Robotic</strong> <strong>Soccer</strong><br />
Bachelor und Master Studenten unterschiedlicher<br />
Fachrichtungen<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 3 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Warum Fußball?<br />
Fußball ist<br />
⋄ einfach, es werden nur Ball und Tore benötigt,<br />
⋄ ein Teamsport, Strategien sind ebenso wichtig wie<br />
individuelles Können,<br />
⋄ schnell und dynamisch,<br />
⋄ ein Wettkampf.<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 4 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Roboter Fußball<br />
Derzeit 5 Ligen:<br />
⋄ Simulation<br />
⋄ Small Size<br />
⋄ Standard Plattform<br />
⋄ Middle Size<br />
⋄ Humanoid (Kid & Teen Size)<br />
Die Vision: Schlage den menschlichen Weltmeister im Jahr 2050<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 5 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Roboter Fußball<br />
Derzeit 5 Ligen:<br />
⋄ Simulation<br />
⋄ Small Size<br />
⋄ Standard Plattform<br />
⋄ Middle Size<br />
⋄ Humanoid (Kid & Teen Size)<br />
Die Vision: Schlage den menschlichen Weltmeister im Jahr 2050<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 5 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Robotisches Fußball & die Middle Size League<br />
⋄ fünf bis sechs Roboter pro<br />
Mannschaft<br />
⋄ fünfzehn Minuten pro<br />
Halbzeit<br />
⋄ Spielfeld 18 x 12m<br />
⋄ Roboter 80cm hoch, 25kg<br />
schwer<br />
⋄ FIFA Regeln<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 6 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Fokus der Middle Size League<br />
⋄ Hohe Sensoranforderungen durch Spielfeldgröße und<br />
Beleuchtung,<br />
⋄ Schnelles, dynamisches Spiel,<br />
⋄ Teamplay bei voller Autonomie.<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 7 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
<strong>Carpe</strong> <strong>Noctem</strong> Roboter<br />
⋄ Spezial angefertigte Plattform<br />
⋄ Rundum Kamera<br />
IEEE1394b, 640 × 480, 30 fps<br />
⋄ Dual-Core Notebook<br />
IBM/Lenovo X60/X61, 1 GiB<br />
802.11a WLAN<br />
⋄ 3-seitiger Kicker<br />
Elektromagnet, 400 N bei 240 V, drehbar<br />
⋄ Allseitenantrieb<br />
3 Faulhaber 70W/Maxon 150W<br />
Bis zu 4 m<br />
; Fraunhofer TMC200/VMC<br />
s<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 8 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
<strong>Carpe</strong> <strong>Noctem</strong> Roboter<br />
⋄ Spezial angefertigte Plattform<br />
⋄ Rundum Kamera<br />
IEEE1394b, 640 × 480, 30 fps<br />
⋄ Dual-Core Notebook<br />
IBM/Lenovo X60/X61, 1 GiB<br />
802.11a WLAN<br />
⋄ 3-seitiger Kicker<br />
Elektromagnet, 400 N bei 240 V, drehbar<br />
⋄ Allseitenantrieb<br />
3 Faulhaber 70W/Maxon 150W<br />
Bis zu 4 m<br />
; Fraunhofer TMC200/VMC<br />
s<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 8 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
<strong>Carpe</strong> <strong>Noctem</strong> Roboter<br />
⋄ Spezial angefertigte Plattform<br />
⋄ Rundum Kamera<br />
IEEE1394b, 640 × 480, 30 fps<br />
⋄ Dual-Core Notebook<br />
IBM/Lenovo X60/X61, 1 GiB<br />
802.11a WLAN<br />
⋄ 3-seitiger Kicker<br />
Elektromagnet, 400 N bei 240 V, drehbar<br />
⋄ Allseitenantrieb<br />
3 Faulhaber 70W/Maxon 150W<br />
Bis zu 4 m<br />
; Fraunhofer TMC200/VMC<br />
s<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 8 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
<strong>Carpe</strong> <strong>Noctem</strong> Roboter<br />
⋄ Spezial angefertigte Plattform<br />
⋄ Rundum Kamera<br />
IEEE1394b, 640 × 480, 30 fps<br />
⋄ Dual-Core Notebook<br />
IBM/Lenovo X60/X61, 1 GiB<br />
802.11a WLAN<br />
⋄ 3-seitiger Kicker<br />
Elektromagnet, 400 N bei 240 V, drehbar<br />
⋄ Allseitenantrieb<br />
3 Faulhaber 70W/Maxon 150W<br />
Bis zu 4 m<br />
; Fraunhofer TMC200/VMC<br />
s<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 8 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
<strong>Carpe</strong> <strong>Noctem</strong> Roboter<br />
⋄ Spezial angefertigte Plattform<br />
⋄ Rundum Kamera<br />
IEEE1394b, 640 × 480, 30 fps<br />
⋄ Dual-Core Notebook<br />
IBM/Lenovo X60/X61, 1 GiB<br />
802.11a WLAN<br />
⋄ 3-seitiger Kicker<br />
Elektromagnet, 400 N bei 240 V, drehbar<br />
⋄ Allseitenantrieb<br />
3 Faulhaber 70W/Maxon 150W<br />
Bis zu 4 m<br />
; Fraunhofer TMC200/VMC<br />
s<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 8 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
<strong>Carpe</strong> <strong>Noctem</strong> Roboter<br />
⋄ Spezial angefertigte Plattform<br />
⋄ Rundum Kamera<br />
IEEE1394b, 640 × 480, 30 fps<br />
⋄ Dual-Core Notebook<br />
IBM/Lenovo X60/X61, 1 GiB<br />
802.11a WLAN<br />
⋄ 3-seitiger Kicker<br />
Elektromagnet, 400 N bei 240 V, drehbar<br />
⋄ Allseitenantrieb<br />
3 Faulhaber 70W/Maxon 150W<br />
Bis zu 4 m<br />
; Fraunhofer TMC200/VMC<br />
s<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 8 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Roboter Steuerungs Zyklus<br />
Steuerungs Zyklus:<br />
⋄ Wahrnehmung<br />
⋄ Kognition<br />
⋄ Ausführung<br />
Ein Durchlauf: 30ms<br />
Environment Model<br />
Local Map<br />
Perception<br />
Localisation<br />
Map Building<br />
Information<br />
Exchange<br />
Raw Data<br />
Sensing<br />
Decision Making<br />
Position<br />
Global Map<br />
Real World<br />
Environment<br />
Cognition<br />
Planning<br />
Execution<br />
Acting<br />
Desired Operation<br />
Actuator<br />
Commands<br />
Execution<br />
Inspired by Introduction to<br />
Autonomous <strong>Mobile</strong> Robots,<br />
MIT Press 2004.<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 9 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
<strong>Carpe</strong> <strong>Noctem</strong> Roboter II<br />
Environment Model<br />
Local Map<br />
Perception<br />
Localisation<br />
Map Building<br />
Information<br />
Exchange<br />
Raw Data<br />
Sensing<br />
Decision Making<br />
Position<br />
Global Map<br />
Real World<br />
Environment<br />
Cognition<br />
Planning<br />
Execution<br />
Acting<br />
Desired Operation<br />
Actuator<br />
Commands<br />
Execution<br />
Inspired by Introduction to<br />
Autonomous <strong>Mobile</strong> Robots,<br />
MIT Press 2004.<br />
Wahrnehmung<br />
Kognition<br />
Ausführung<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 10 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Fußball aus der Sicht eines Roboters<br />
⋄ Rundumsicht mit sehr<br />
begrenztem Sichtfeld,<br />
⋄ Roboter informieren sich<br />
gegenseitig über<br />
wahrgenommene Objekte<br />
und Positionen,<br />
⋄ und sprechen Strategien ab.<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 11 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Fußball aus der Sicht eines Roboters<br />
⋄ Rundumsicht mit sehr<br />
begrenztem Sichtfeld,<br />
⋄ Roboter informieren sich<br />
gegenseitig über<br />
wahrgenommene Objekte<br />
und Positionen,<br />
⋄ und sprechen Strategien ab.<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 11 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Fußball aus der Sicht eines Roboters<br />
⋄ Rundumsicht mit sehr<br />
begrenztem Sichtfeld,<br />
⋄ Roboter informieren sich<br />
gegenseitig über<br />
wahrgenommene Objekte<br />
und Positionen,<br />
⋄ und sprechen Strategien ab.<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 11 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Fußball aus der Sicht eines Roboters<br />
⋄ Rundumsicht mit sehr<br />
begrenztem Sichtfeld,<br />
⋄ Roboter informieren sich<br />
gegenseitig über<br />
wahrgenommene Objekte<br />
und Positionen,<br />
⋄ und sprechen Strategien ab.<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 11 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Fußball aus der Sicht eines Roboters<br />
⋄ Rundumsicht mit sehr<br />
begrenztem Sichtfeld,<br />
⋄ Roboter informieren sich<br />
gegenseitig über<br />
wahrgenommene Objekte<br />
und Positionen,<br />
⋄ und sprechen Strategien ab.<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 11 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
Zukünftige Herausforderungen<br />
⋄ Wahrnehmung: Erkennung vielfältiger Objekte<br />
⋄ Nachahmung der Dynamik des menschlichen Körpers<br />
⋄ Lernen<br />
⋄ Aktions- und Strategieerkennung<br />
⋄ Audiovisuelle Kommunikation<br />
<strong>Labor</strong>: <strong>Autonome</strong> <strong>Mobile</strong> <strong>Systeme</strong> Folie 12 von 13
About Einleitung Architektur Roboter Perspektive Ausblick<br />
DANKE FÜR IHRE<br />
AUFMERKSAMKEIT<br />
sind noch Fragen offengeblieben?<br />
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