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BIBEBUVABSc in MaschinentechnikModularer M-Robot LasernavigationssystemMechatronik / Betreuer: Prof. Roland Hungerbühler, Prof. Walter Güller, Prof. Daniel LanzExperten: Felix Scheuter, Dr. Dietmar KramerM-Robot ist ein Projekt des Fachbereichs Maschinenbau der Berner Fachhochschule TI. Parallel in sechsThesisarbeiten wird ein mobiler, autonomer Roboter konstruiert, der als Getränkeservierer fungiert und alsWerbeobjekt an Ausstellungen und Messen dienen wird. Der M-Robot ist modular aufgebaut, sodass er inweiteren Projektarbeiten mit neuen Funktionen ergänzt werden kann.Simon Lanzsiousu@gmail.comAusgangslageIm Rahmen von Eurobot (einemRoboterwettbewerb) navigiertendie Roboter von der Berner Fachhoschulebis anhin mehrere Jahremit einem Ultraschallpositionierungssystem.Bei den letztenWettbewerben hat sich herausgestellt,dass dieses Positionierungssystemzum Teil anfällig aufStörgeräusche ist. Zudem ist dieGenauigkeit von diversen Parameternabhängig. Um diese Mängelzu kompensieren, wird ein Lasernavigationssystementwickelt. Ammechanischer AufbauM-Robot wird es eingesetzt undgetestet.Das ZielDer Roboter kann an einer beliebigenStelle auf einem Feld seinePosition und Ausrichtung hinreichendgenau vermessen. Dasneue Lasersystem funktioniert zusammenmit dem bereits entwickeltenUltraschallpositionierungssystemund kompensiert dessenMängel.Ein Mikrocontroller verarbeitet dieDaten und schickt diese via CAN-Bus an den Hauptrechner des Roboters.Das PrinzipDer Laser dreht mit 3–4 Umdrehungenpro Sekunde und scanntdie Umgebung ab. Bei jeder Umdrehungerfasst er die drei amRande angeordneten Reflektoren.Das Lasersystem misst die dreiWinkel zwischen den Reflektorenund berechnet daraus die Positionund Ausrichtung des Roboters.Die Reflektoren sind so codiert,damit sie voneinander unterschiedenwerden können. Das kannzum Beispiel dann von Vorteil sein,wenn ein Reflektor durch irgendeineStörung nicht detektiert werdenkann. Eine Filterung via Softwarewäre zwar auch möglich,aber viel aufwendiger als die Codierungder Reflektoren.Mit einer Simulation ist das ganzeSystem auf die maximal erreichbareGenauigkeit überprüft worden.Dabei hat sich gezeigt, dassim Vergleich zum Ultraschallpositionierungssystemdie Position anden meisten Stellen mit erhöhterGenauigkeit vermessen werdenkann.Das ErgebnisBei idealen Bedingungen ermitteltdas Lasernavigationssystem seinePosition und Ausrichtung auf einemFeld von 2x3m mit einer Genauigkeitvon 5–15mm. Die Kombinationmit dem Ultraschall positionierungssystemfunktioniert.Das Modul kann universell auf einemRoboter platziert und betriebenwerden. Die Kommunikationerfolgt dabei via CAN-Bus.Prinzip des Lasernavigationssystems212 ti.bfh.ch