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  Abteilung Elekrotechnik
Praktische Diplomarbeiten
  Mechatronische Systeme
 
red_light Pacficar: Erweiterungsboard und CAN-Bus Sensor-/Aktormodul

white red Student: Frefel Jürg
Hauri Thomas
red Dozent: Brom Bruno-Charles Prof., Dipl. El.-Ing. NDS ETH
Zeman Jan Prof., Dr. sc. techn. Dipl. El.-Ing. ETH
red Kurzbeschreibung:

Ziel des Projekts Pacificar ist die Entwicklung eines autonomen Fahrzeugs für die praktische Anwendung von künstlicher Intelligenz. Es wurde ein Fahrzeug entwickelt, das von einem Mikrokontrollerboard (Handyboard) des M.I.T. gesteuert wird. Ein Expansionboard musste entwickelt werden, um die Fähigkeiten des Mikrokontrollers auf dem Handyboard zu erweitern. Unter anderem wurden ein CAN Kontroller und ein Motorkontroller integriert. Bis zu Beginn dieser Diplomarbeit wurde nur der CAN Kontroller in Betrieb genommen, die übrigen Komponenten wurden gar nicht, oder nur ungenügend integriert. Um das Handyboard auch für komplexere Systeme einsetzen zu können, enstand die Idee eines modularen CAN Systems, das eine Verbindung zwischen Handyboards und verschiedenen Aktoren und Sensoren erlaubt.

Unsere Arbeit bestand aus folgenden zwei Hauptpunkten:

  • Inbetriebnahme der restlichen Komponenten des Expansionboards.
  • Entwicklung eines mehrzweck CAN Systems

Eine Auswahl der Arbeiten soll einen Überblick über unsere Diplomarbeit geben.

  • Alle Komponenten des Expansionboards wurden in Betrieb genommen.
  • Es wurde eine CAN System entwickelt. Ein universelles CAN Interface stellt die Verbindung zwischen Aktor/Sensor Modul und CAN Bus dar. Es erlaubt durch eine flexible, selbstkonfigurierende Schnittstelle einfache I/O Knoten oder komplexe Bausteine wie UARTs, Motorkontroller und andere an den CAN Bus anzuschliesen.
  • Es wurden zwei Aktor/Sensor Module gebaut: Ein I/O Modul und ein UART Modul (Erlaubt Kommunikation mit einem PC über die serielle Schnittstelle).
  • Es wurde ein Motorkontrollermodul entwickelt, das erlaubt verschiedenste Motortypen zu steuern.

Die von uns entwickelte Hard- und Software bildet eine solide Basis für weitere Schritte im Projekt Pacificar.

Fachgebietübersicht / Studentenverzeichnis

red_light Robotersteuerung aufgrund extrahierter Bildmerkmale

white red Student: Berditschewski Alexander
Orlandi Michael
red Dozent: Brom Bruno-Charles Prof., Dipl. El.-Ing. NDS ETH
red Kurzbeschreibung:

Aufbauend auf den Ergebnissen der Projektarbeit "SCARA-Roboter mit Adept Vision-System" sollten verschiedene Aufgaben gelöst werden. Es sind folgende Ergebnisse erzielt worden:

  1. Die Merkmalsexraktion konnte durch stärkere und gleichmässigere Beleuchtung der Arbeitsfläche verbessert werden.
  2. Die Verfahrgeschwindigkeit ist nicht mehr durch die Befestigung des Roboters oder die Stabilität des Tisches begrenzt. Man kann die volle Leistungsfähigkeit des Roboters ausnutzen.
  3. Bei der "Teileerkennung für automatisierte Montage" wurde die Zuführung mittels Drehteller erfolgreich realisiert.
  4. Mit der am Roboterarm befestigten Kamera wurden verschiedene Aufgaben gelöst:
  • Der Tisch kann nach zufällig verteilten Objekten abgesucht und diese dann zuverlässig gegriffen werden. Die Strategie des Anfahrens von fest vorgegebenen Positionen ist dem kontinuierlichen Abscannen überlegen.
  • Das Verfolgen eines bewegten Objekts hat die Grenzen des Systems deutlich sichtbar gemacht. Die Verfolgung wurde auf zwei verschiedene Arten realisiert.
  • Obwohl die synchrone Verfolgung nicht möglich ist, haben wir das "On-the-Fly"-Greifen realisiert. Wir greifen das Objekt blind. Bei dieser Methode müssen zwei Bedingungen erfüllt sein, damit wir erfolgreich greifen können: Die Geschwindigkeit des Objekts darf sich nicht ändern, und das Objekt muss sich auf einer vorgegebenen Bahn bewegen.

Im weiteren haben wir die theoretische Vorarbeit für den Aufbau einesneuronalen Netzwerkes geleistet.

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