Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau und Technikjournalismus
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In der vorliegende Diplomarbeit wird eine berührungslose Personenerkennung und -identifizierung für die Roboterplattform WelcomeBot realisiert. Das entwickelte System ermöglicht es dem Roboter, Personen in seiner näheren Umgebung wahrzunehmen. Durch die Anbindung an eine Datenbank, kann überprüt werden, ob eine Person bekannt ist und gegebenenfalls identifiziert werden. Für die Umsetzung dieser Anforderung wurde die Funktechnik Bluetooth verwendet. Über eine Programmierschnittstelle stellt das entwickelte System anderen Applikationen Informationen über identifizierte Personen zur Verfügung. So können weitere Anwendung auf der in dieser Arbeit vorgestellten Entwicklung aufbauen, die eine Interaktion mit der identifizierten Person ermöglichen. Für die Eingabe der personenspezifischen Daten wurde ein Web-Interface implementiert. Dieses ermöglicht das Einfügen beziehungsweise Bearbeiten von Datenbankeintr ägen über das Netzwerk per Webbrowser.
Mit der vorliegenden Diplomarbeit entsteht der Prototyp eines Fahrtrichtungsanzeigers für autonom navigierende Roboter. Es werden zunächst wichtige Aspekte der Bewegungsabsichtenerkennung zwischen Robotern und Menschen untersucht. Anschließend steht das Design einer Mensch-Maschine-Schnittstelle für diesen Zweck im Fokus. Den Schwerpunkt der Arbeit bilden die Auswahl einer geeigneten Technik zur prototypischen Umsetzung der Anzeige, der Aufbau der Hardware mit einem Embedded System und die Programmierung dieser Hardware. Der nach Abschluss der Arbeit vorliegende Prototyp weist eine USB-Schnittstelle zur Übertragung von Navigationsdaten auf. Den Kern des Systems bildet ein Embedded System auf Basis des ARM-7 Mikrocontrollers. Die Ansteuerung des aus 64 LEDs bestehenden Displays erfolgt über den LED-Treiberbaustein TLC5920.
Die Anforderungen an die Diplomarbeit bestanden im Aufbau einer
Experimentierkammer in der marsähnliche Umweltbedingungen erzeugt werden können. Vordergründig wird die Atmosphärenzusammensetztung sowie der Druck, die Temperatur und der Feuchtegehalt simuliert. Hierauf aufbauend wurde eine Regelung entworfen, durch die alle Umweltparameter gemessen und direkt beeinflusst werden können.
Ziel der Arbeit war es, eine Experimentierkammer aufzubauen, in der im späteren Verlauf Probenbehälter mit Mikroorganismen eingesetzt werden können. Anhand deren Stoffwechselprodukte soll herausgefunden werden, ob Mikroorganismen unter derart extremen Bedingungen überlebensfähig sind und aktiv metabolisieren können.
Das Roboter-Baukastensystem ProfiBot vom Fraunhofer Institut IAIS wird in Zusammenarbeit mit der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW-Saarbrücken) und der Firma HighTec EDV-Systeme GmbH aus Saarbrücken zu einer mobilen Roboterplattform für die Ausbildung an Hochschulen weiterentwickelt. In dieser Diplomarbeit wird das vorgegebene eingebettete System und ein Echtzeitbetriebssystem der Firma HighTec EDV-Systeme GmbH benutzt, um die Regelung der Motoren und der Fahrzeugbewegungen zu implementieren. Ein Benutzer kann die mobile Roboterplattform mithilfe einer Schnittstelle zur Anwendungsprogrammierung (API) auf Basis von physikalischen Größen ansteuern und aktuelle Zustände abfragen. Um die mobile Roboterplattform flexibel benutzen zu können, werden mit einer zusätzlichen Elektronik digitale und analoge Ein- und Ausgänge des eingebetteten Systems auf die Anwendungen der Robotik angepasst. Neben einem Programmstartschalter und Status-LEDs können vier Schaltleisten zur Kollisionserkennung und analoge Sensoren mit Einheitssignal angeschlossen werden. Zuletzt wird die Reglerstruktur kalibriert und getestet.
Das Fraunhofer Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) entwickelt im Projekt ProfiBot ein modulares Roboterbaukastensystem für die berufliche Mechatronikausbildung. Es wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Diese Arbeit hat die Entwicklung eines Systems zum Ziel, mit dem es möglich ist, einen ProfiBot-Roboter an einer Dockingstation zu positionieren und eine Ladung der Akkus durchzuführen. Dies umfasst die Entwicklung der Algorithmen und Architekturen zur Navigation, die Konstruktion und die Herstellung der Dockingstation. Das System wurde so konzipiert, dass es sich gegenüber verschiedenen Störfaktoren, wie beispielsweise unterschiedlichen Lichtverhältnissen, Bodenbeschaffenheiten oder markanten Objekten im Raum, robust verhält.