Lichttaster und Distanzsensoren beim Betrieb autonomer Roboter

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Spiel mit höchster Präzision

Roboter wird Deutscher Meister beim Brettspiel mit Technik von Leuze electronic

Der vollautonome Roboter „Scrat“ ist das Ergebnis von sechs Monaten intensiver Entwicklungsarbeit eines studentischen Teams des TU Dresden Robotik AG e.V. Scrat wurde 2011 ins Rennen um den Meistertitel beim internationalen Roboterwettbewerb „Eurobot“ geschickt.

Auf einem 3 x 2 m großen Spielfeld gilt es, zylindrische Elemente zu detektieren, aufzusammeln und diese auf die richtig gefärbten Schachbrettfelder zu platzieren. Zwei Roboter verschiedener Teams treten gleichzeitig gegeneinander an und versuchen, innerhalb von 90 Sekunden soviele zylindrische Spielfiguren wie möglich in ihren Besitz zu bringen, ohne sie sich vom Gegner stehlen zu lassen.

Dieses Szenario bringt eine Vielzahl von Anforderungen mit sich. Besonders wichtig ist die Fähigkeit eines Roboters, genaue Kenntnisse über die Position von Gegner und Zylindern zu erlangen, und das möglichst schnell und zuverlässig.

Um dies zu erreichen, wurden optische Distanzsensoren der Serie ODSL 8 von Leuze electronic eingesetzt. Aufgrund der ausnahmslos guten Erfahrungen mit der Serie fiel die Entscheidung für einen erneuten Einsatz leicht: die äußerst genauen Entfernungsmessungen über einen großen Bereich bei maximaler Zuverlässigkeit, verbunden mit einer praktisch sofortigen Verfügbarkeit der Messdaten ermöglichten einen optimalen Überblick über die aktuelle Spielsituation.

Die Messergebnisse zweier Distanzsensoren wurden fusioniert, um anschließend per Software die exakte Position erkannter Zylinder zu berechnen. Die bestimmten Werte waren genauer als die Antriebsregelung des Roboters – dem erfolgreichen Einsammeln der Elemente stand also nichts im Weg.

Um die Aktuatoren vor Beschädigungen zu schützen und weitere Informationen über die Umgebung zu sammeln, wurden zusätzlich eine Reihe von Reflexions-Lichttastern mit Hintergrundausblendung der Serie 2 eingesetzt. Auch diese Sensoren waren dem Team bereits aus früheren Projekten bekannt. Die Geräte sind sehr geschätzt aufgrund ihrer äußerst geringen Einbaugröße – verbunden mit einhundertprozentiger Erkennungsrate. Dank der Hintergrundausblendung waren auch sehr dunkle oder sogar spiegelnde Oberflächen kein Problem. Somit konnten die Sensoren an allen Stellen zum Einsatz kommen, wo bewegliche Teile mit der Umwelt interagieren und der Roboter auf unvorhergesehene Situationen reagieren muss. Eine Beschädigung der mechanischen Komponenten konnte dank der Lichttaster stets zuverlässig verhindert werden.

Scrat war überaus erfolgreich: er wurde deutscher Meister und konnte auf internationaler Ebene den dritten Platz erreichen. Möglich war dies nicht zuletzt durch hochwertige und zuverlässige Sensoren aus dem Produktkatalog von Leuze electronic.

Autor:

Martin Oemus ist Projektleiter im TU Dresden Robotik AG e.V.

Verwendete Produkte

  • Branche/Bereich

    Material Handhabung Robotik, Intralogistik

  • Aufgabenstellung

    Anwesenheitsprüfung, Distanz, Lageerkennung

  • Applikation

    Lichttaster und Distanzsensoren beim Betrieb autonomer Roboter

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