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Beliebte Posts aus diesem Blog

Erster Prototyp der Mechanik

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Scroll down for english version! Das Ziel: Ein autonomer Tischkicker-Roboter! Ein menschlicher Mitspieler soll durch einen Roboter ersetzt werden. Es gilt zunächst die Mechanik und Elektronik zu entwerfen, sodass die Maschine die gleichen Möglichkeiten, wie der Mensch hat. Im folgenden Schritt soll dann das Programm, welches den Roboter steuert, solange optimiert werden, bis der Mensch geschlagen werden kann. Dafür verfolgt eine Kamera das Spielgeschehen und trackt Spieler und Ball in Echtzeit. Mithilfe von künstlicher Intelligenz kann der Spielverlauf der nächsten Sekunden vorhergesagt und entsprechend gehandelt werden. An allen vier Stangen benötigt der Roboter die Möglichkeit die Männchen nach links und rechts zu bewegen sowie zu drehen, um einen Schuss durchzuführen. Um die Technik möglichst kompakt zu halten, war das die ersten Idee des Prototypen: Befestigungsschraube für den Spieler im ersten Prototypen Durch die hohlen Stangen läuft eine Steilgewindespindel. Für jedes Männchen ...
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Entwicklung einer Platine zur Bewegung der Spieler

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Um ein Männchen zu rotieren bzw. linear nach links und rechts zu bewegen, ist eine komplexes Zusammenspiel zwischen einem Motor, dem Drehgeber und einem Servomotor erforderlich. Das Ganze soll mit einem Microcontroller überwacht und gesteuert werden, der jeweils für eine Stange mit ihren Spielern zuständig ist. Wie bereits im ersten Blogpost gezeigt, wird von einer Seite eine Gewindestange im Inneren der Tischkickerstange rotiert. Dadurch kann sich das Männchen bewegen. Für diese Bewegung ist ein Motor erforderlich, der sowohl schnelle Bewegungen durchführen kann, als auch auf den Millimeter genau gebremst werden kann. Damit mein Programm später ermitteln kann, wo sich die Männchen befinden, ist direkt mit dem Motor ein inkrementeller Drehgeber, ein sog. Encoder, verbunden. Dieser gibt beim Feststellen einer Drehung je nach Richtung einen Impuls. Somit kann die genaue Position durch Zählen der Impulse bestimmt werden. Mehr zum Aufbau dieser Hardware in einem der nächsten Blogposts. Um ...
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Aufbau des Computersystems zur Spielberechnung

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Wenn man sich genaue Gedanken darüber macht, was ein Mensch macht, während er Tischkicker spielt, wird deutlich, warum ein solches Projekt so aufwendig ist. Das Verarbeiten der aktuellen Spielsituation, Überlegung der nächsten Aktionen und dann die motorische Ausführung.  Um einen Vergleichswert zu haben, habe ich mir als Schätzung zugrundegelegt, dass ein Ball vom Torwart des einen Teams zum anderen Tor circa 100 ms benötigt. Demnach ist eine Berechnungsrate von 200 Hz des aktuellen Spielverlaufs unerlässlich. So fing die Planung eines Computersystems an, welcher diesen Anforderungen gerecht wird. Zunächst war klar, dass die Bilder von einer 200 fps Kamera von der Bandbreite erstmal durch einen Anschluss am PC entgegengenommen werden müssen. In meinem Fall durch USB 3.0. Die nächste Herausforderung ist die Erkennung der Ballposition und der Stellung der einzelnen Spieler. Da dieser Algorithmus auf künstlicher Intelligenz basiert, ist die Berechnung sehr belastend für die Grafikkar...
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