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Praktikum “Roboterbau” Wintersemester 2005/2006University of WürzburgComputer Science VIIRobotics and Telematics

20.10.2005

Praktikum “Roboterbau”Wintersemester 2005/2006

20. Oktober 2005

Informatics VII: Robotics and TelematicsJulius-Maximilians Universität Würzburg


20.10.2005

Themenliste1. Helikopter Flugkontrollsystem 2. Optisches Würfel Tracking3. Predictive Display4. Robotersteuerung mit “Collaborative Control” 5. Fernsteuerung eines Roboters mit Haptic Joystick und virtueller

Realität6. Impl. von Assistenzfunktionen (Geradeausfahrt)7. Impl. von Assistenzfunktionen (Sicherheitsfunktionen)8. Impl. von Assistenzfunktionen (Stromüberwachung)9. Gestaltung der Graphischen Oberfläche10. Einblenden von Sensordaten ins Kamerabild11. Positionsbestimmung durch Infrarot-Sensoren12. Software zu Daten-Verwaltung PC-HexaPOD-Sensoren13. Integrate a color camera on a CubeSat platform14. Contour Detection – theoretical approach Bei Interesse Mail an Markus Sauer – [email protected]


20.10.2005

Organisatorisches

• Praktikumsdauer zwischen 6 Wochen und 3 Monaten

• Am Ende 15 minütige Präsentation• Bericht ca. 20 Seiten• Praktikum sollte ein klares Ergebnis haben


20.10.2005

Helikopter Flugkontrollsystem

• Kommunikation mit der Bodenstation(Kommandos, Sensordaten, …)

• Datenverarbeitung• Überwachen derKommunikationsverbindung, derBatteriespannungen und der Fluglageum kritische Situationen zu vermeiden

• Senden von Befehlen an dieFluglageregelung

• Primär C/C++ unter Linux


20.10.2005

Optisches Würfel Tracking• Bestimmung der Position und Orientierung (6DOF) eines Würfels der

mit Markern versehen ist• Optimierung der Kamerkalibrierung• Daten Fusion in Abhängigkeit von der Qualität der

Positionsschätzungen


20.10.2005

Predictive Display

• Analyse und Test der Möglichkeiten zur Berechnung eines vorhergesagten aktuellen Kamerabildes aus den gesendeten Kommandos an den Roboter, einer angenommen Verzögerung und des letzten Kamerabildes

• Ziel: Kompensation von Übertragungsverzögerungen durch Kommunikationsverbindungen


20.10.2005

Robotersteuerung mit “Collaborative Control”

Für die Fernsteuerung von einem oder mehreren mobilen Robotern soll eine GUI programmiert und analysiert werden, die auf dem „CollaborativeControl“ Prinzip basiert.

Voraussetzungen: JAVAArt: PraktikumKontakt: Frauke Driewer

[email protected]


20.10.2005

Fernsteuerung eines Roboters mit Haptic Joystick und virtueller Realität

Ultraschalldaten (Entfernungsmessung) sollen für den Operator mit Hilfe eines haptic joystickfühlbar gemacht werden. Austesten der Steuerung in virtuellen Karten.

Voraussetzungen: JAVAArt: PraktikumKontakt: Frauke Driewer

[email protected]


20.10.2005

Mobile Außenroboter


20.10.2005

Implementierung von Assistenzfunktionen(Geradeausfahrt)

20m

• Geradeausfahrt einer bestimmten Strecke

• Ausweichen von Hindernissen

• Einhalten der Richtung


20.10.2005

Implementierung von Assistenzfunktionen(Sicherheitsfunktionen)

• Bestimmen der Lage (z.B. Hangneigung)

• Reagieren auf definierte Situationen

• Koordination mit dem Roboterarm


20.10.2005

Implementierung von Assistenzfunktionen(Stromüberwachung)

• Messen der Batterie-Ströme

• Erfassen mit dem Prozessor und Senden

• Auswertung und Anzeige auf dem PC


20.10.2005

Gestaltung der grafischen Benutzeroberfläche

• Erstellte Module nutzen und anpassen

• Ein Bedienkonzept umsetzen

• Aufbau und Design zur Entlastung des Nutzers


20.10.2005

Einblenden von Sensordaten ins Kamerabild

• Kamerabild anzeigen

• Sensordaten einblenden

• Beides zusammen in einer Datei speichern

• Aufbau und Design zur Entlastung des Nutzers


20.10.2005

Das Projekt „Bestrahlungstisch“

• Ziel des Projektes– Bestrahlungstisch mit adaptiver Regelung zur Fixierung und Verfolgung von beweglichen Zielvolumina bei der Bestrahlung

• Schwerpunkte– Sensorsysteme bzw. Daten-

verarbeitung zur Bestimmung der Position des Tumors– Modellbildung und Regelung des Bestrahlungstisches

„HexaPODTM“– Programmierungumgebung und Bedienoberfläche


20.10.2005

Das Projekt „Bestrahlungstisch“

HexaPODPatient

Beschleuniger/Portal Imaging

PC TrajektoriePosition

Camera

Primäre Position

Sekundäre Position

6D Beweglich !


20.10.2005

Positionsbestimmung durch Infrarot-Sensoren

• Ziel: Positionsbestimmung beweglicher Objekte• Art: Praktikum • Aufgaben/Kurzbeschreibung:

– Setup des Sensorsystems– Software zur Abtastung und Pre-Datenverarbeitung– Versuch zunächst an festen Objekten, dann an

beweglichen– Implementierung des Algorithmus zur

Positionsbestimmung anhand Multi-Sensor System• Projekt-Anfang

– Voraussichtlich in November, nach Lieferung des Tisches

• Vorkenntnisse (wünschenswert): Teilnahme Vorlesung „Sensorsysteme und Sensordatenverarbeitung“; C/C++


20.10.2005

Software zu Daten-Verwaltung PC-HexaPOD-Sensoren

• Ziel: siehe Thema • Art: Praktikum (1~2)• Aufgaben/Kurzbeschreibung

– Aufbau der Arbeit-Sequenz zur Abtastung, Positionsbestimmung, Definition der Tisch-Trajektorie, Daten –Verwaltung und Visualisierung, usw. ...

– Zur Modellbildung/Regelung des Tisches sind Befehlen/Daten auszutauschen. Die Arbeit soll die von Medical Intelligence gelieferten Software so anpassen, dass die Daten für die Analyse zur Verfügung stehen

• Projekt-Anfang– Voraussichtlich in November, nach Lieferung des

Tisches• Vorkenntnisse (wünschenswert): C/C++, JAVA


20.10.2005

Integrate a color camera on a CubeSat platform

The purpose is to connect a small color camera (mobile phone camera or similar) to the CubeSat main board and implement software (C/C++) to read images and save them/send them to the ground station via radio-link.

Requirements: C/C++, Linux, basic knowledge of electronics (interfaces)Type: PraktikumSupervisor: Radu Barza

CubeSat


20.10.2005

Contour detection (grayscale image) – theoretical approach

The purpose is to review the existing contour detection algorithms and analyze which one(s) are appropriate to be implemented on a low resources system (CubeSat).This topic can be further continued towards a „Diplomarbeit“ (the task will be to implement the various algorithms on a CubeSat platform and compare their performance. For performance analysis, the Earth horizon has to be detected using grayscale images from Meteosat).

Requirements: Image processing (for Diplomarbeit: C/C++, Linux)Type: Praktikum / DiplomarbeitSupervisor: Radu Barza

CubeSat

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