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Projektgruppe im Sommersemester 2008

RoSi plays Golf - großer Roboter schlägt kleinen weissen Ball

 

Zeitraum: Sommersemester 2008 rosigolflogo  klein
Umfang: 250 Stunden
Teilnehmeranzahl: 8 - 12
Beginn: April 2008  
Vortragsfolien:  s. u.  

 

golfprojekt  gross

Für Menschen intuitiv erlernbare Tätigkeiten erweisen sich bei der Automatisierung mittels Industrierobotern oftmals als komplexe Problemstellungen. Ein interessantes und unterhaltsames Beispiel hierfür ist das Golfspielen. Obgleich von nicht direkt erkennbarem praktischen Nutzen und vom Menschen intuitiv erlernbar, sind bei seiner automatisierten Umsetzung Lösungen für die verschiedensten ingenieurs- und regelungstechnischen Problemstellungen erforderlich. Daraus ergeben sich wissenschaftliche Fragestellungen im Bereich der klassischen Regelungstechnik, der Computational Intelligence sowie der Bildverarbeitung.

Aufgabenstellung

Im Rahmen der Projektgruppe soll der am Lehrstuhl vorhandene Industrieroboter mit einem Golfschläger ausgestattet werden, um hiermit eine erfolgreiche Runde Minigolf zu spielen. Dabei gilt es, unterschiedlichste unbekannte Bahnen mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden gleichbleibend erfolgreich zu bewältigen.

Mit Hilfe der Bildverarbeitung gilt es dabei zunächst, die Bahn und die Lage des Balles zu erfassen, um mit diesen Informationen automatisch eine Lösungsstrategie zu entwerfen. Voraussetzung für ein erfolgreiches „Einlochen“ ist die präzise Kontrolle der Schlägerbewegung und eine flexible Schlagplanung für verschiedene Hindernissituationen. Die Kontrolle des Schlägers erfolgt über die Bahnsteuerung des Roboters. Ziel ist es, das System in die Lage zu versetzen, das Spielen verschiedener Parcours selbstständig zu erlernen. Dabei kann auf vorhandene Lernalgorithmen und Verfahren zurückgegriffen werden.

Beschreibungsbild  Minigolf

 

Es ergeben sich je nach Teilnehmerzahl folgende Teilaufgaben:

  • Entwicklung einer Bildverarbeitung zur Detektion von Ball und Parcours.
  • Ansteuerung des Roboters und Integration des Schlägers.
  • Erstellen eines einfachen Simulationsmodells von Roboter, Schläger und Ball
  • Entwurf von modularen Mini-Golf-Parcours
  • Umsetzung von Lernverfahren zur Adaption der Schlagtechnik
  • Optimierung der Strategieplanung für anspruchsvollere Bahnen
  • Integration eines Mechanismus zur flexiblen Handhabung von Bällen und Schlägern

Die Anforderungen unterscheiden sich je nach Aufgabenpaket, sind jedoch alle mit Grundkenntnisse in MATLAB und Regelungstechnik zu erfüllen. Für das Projekt kann auf verschiedene vorhandene Lösungen und Matlab-Toolboxen zurückgegriffen werden.

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