Den Traum, dass Maschinen menschliche Fähigkeiten besitzen und insbesondere menschlich handeln können, gibt es schon lange. Man denke an die vielen Science-Fiction Romane, in denen immer wieder intelligente, menschenähnliche Systeme auftreten, wenn auch meistens als böswillige Aggressoren. In der mobilen Robotik arbeitet man an Entwicklungen, um Roboter Aufgaben zukommen zu lassen, die bisher nur von Menschen ausgeführt werden konnten. Roboter gewinnen zunehmend an Bedeutung in Industrie- und Dienstleistungsbereichen. Dabei bilden die so genannten Roboterfahrzeuge eine wichtige Klasse. Für diese Roboter wird unter anderem gefordert, dass sie sich selbständig in einer unbekannten realen Umgebung bewegen und Aufträge ausführen können. „Um einen Roboterfahrzeug mit autonomen Fähigkeiten auszustatten, ist es das grundsätzlichste Problem, den Roboter in seiner Umgebung an-hand von Sensor-Daten zu lokalisieren. Roboterfahrzeuge haben Computer eingebaut, die ihnen dezentrale Intelligenz geben, und Sensoren, die die Grundlage der selbständigen Entscheidungsfindung sind.“
Inhaltsverzeichnis
- Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Aufgabenstellung
- Bestandteile des Roboterfahrzeugs
- Robotergestell (Plattform)
- Beschaltung der Bestandteile
- Mikrocontroller
- Eigenschaften des PK2100
- Technische Daten des PK2100
- Einsatz des PK2100
- Optosensoren
- Technische Daten des OPB718
- Funktionsweise des OPB718
- Steuerungskonzept auf Basis der Optosensoren
- Multiplexer
- Belegung
- Funktionsweise
- Beschaltung
- Motorverstärker-Karten
- Technische Daten
- Verstärkerschaltung
- Funktionsweise
- Verstärkungseinstellung
- Strom- und Spannungsversorgung
- Getriebemotoren
- LED-Anzeige-Karte
- Regelung des Roboterfahrzeugs
- Grundlagen der Regelungstechnik [7]
- P-Regler
- I-Regler
- PI-Regler
- PID-Regler
- Berechnung der PID-Regler-Koeffizienten mit Ziegler-Nichols-Methode
- Digitale Filterung der Messwerte
- Filterung
- Digitale Filter
- Messwerte der Optosensoren
- Filterentwurf
- Überblick
- Vorüberlegungen
- Bestimmung der Grenzfrequenz
- Berechnung der Filterkoeffizienten
- Echtzeitsysteme
- Betriebssystem
- Multitasking
- Task
- Multitasking Betriebssystem
- Taskverwaltung
- Speicherverwaltung
- Kommunikation zwischen Tasks
- Echtzeitsysteme
- Programmierung
- Programmiersprache „Dynamic C"
- Dynamic C❝- Installation
- Programmierung des Mikrocontrollers PK2100
- C-Programm
- Liste der Variablennamen
- Struktogramme der Module
- Programm
- kommentiertes Programm
- Literaturverzeichnis
- Entwicklung eines autonomen Roboterfahrzeugs
- Lokalisierung des Roboters in seiner Umgebung
- Steuerung des Roboters anhand von Sensordaten
- Implementierung von Regelungsalgorithmen
- Programmierung des Mikrocontrollers für das Roboterfahrzeug
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Steuerung eines Roboterfahrzeugs. Ziel ist es, ein autonomes System zu entwickeln, das sich in einer unbekannten Umgebung anhand von Sensordaten lokalisieren und Aufgaben ausführen kann.
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung stellt das Thema der Diplomarbeit vor und erläutert die Bedeutung von Roboterfahrzeugen in Industrie- und Dienstleistungsbereichen. Kapitel 4 beschreibt die einzelnen Bestandteile des Roboterfahrzeugs, einschließlich des Robotergestells, der Beschaltung, des Mikrocontrollers, der Optosensoren, des Multiplexers, der Motorverstärker-Karten und der Strom- und Spannungsversorgung. Kapitel 5 behandelt die Grundlagen der Regelungstechnik und die Implementierung verschiedener Reglertypen, wie P-Regler, I-Regler, PI-Regler und PID-Regler. Kapitel 6 befasst sich mit der digitalen Filterung der Messwerte der Optosensoren und dem Entwurf eines geeigneten Filters. Kapitel 7 geht auf Echtzeitsysteme und die Programmierung des Mikrocontrollers mit der Sprache „Dynamic C“ ein. Das Kapitel 8 beschreibt die Programmierung des Mikrocontrollers und die Umsetzung der Steuerung des Roboterfahrzeugs.
Schlüsselwörter
Roboterfahrzeug, Autonome Steuerung, Lokalisierung, Sensoren, Optosensoren, Mikrocontroller, Regelungstechnik, PID-Regler, Digitale Filterung, Echtzeitsysteme, Programmierung, Dynamic C.
- Arbeit zitieren
- Houssaine Lehna (Autor:in), 2004, Steuerung eines Roboterfahrzeugs, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/54170
