System Design ProjectEinfuhrungsveranstaltung

Prof. Dr. Martin RiedmillerProf. Dr. Wolfram Burgard

Albert Ludwigs-Universitat Freiburg

19. Oktober 2010

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Skript

Skript im Netz unterml.informatik.uni-freiburg.de/teaching/ws1011/sdp

Prof. Dr. Martin Riedmiller, MLLProf. Dr. Wolfram Burgard, AIS

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Was sollen Sie hier machen ?

Sie sollen in 4-er bis 5-er Teams

ein System entwerfen (ein selbstandig agierender Roboter/Fahrzeug)

die Hardware planen und aufbauen

eine Regelstrategie entwerfen

die Software programmieren

das System testen, die Parameter abgleichen

das System bei einem Wettbewerb vorfuhren

Ihre Arbeit dokumentieren

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Zeitplan

19.10.10 (heute) Organistorische und thematische Einfuhrung26.10.10 Einfuhrung in die Programmierung mit NXC

Einteilung in Vierergruppen undVerteilung der LEGO-Kasten(uberprufen auf Vollstandigkeit)

02.11.10 fehlende Teile konnen nachbestellt werden.09.11.10 Ausgabe fehlender Teile26.11.10 1. Deadline, Fortschritt per email dokumentieren !02.11.10 - 08.02.11 Projektdurchfuhrung mit Hilfestellung09.02.11, 13:00 Start des Wettbewerbs10.02.11 - 19.02.11 Dokumentation und Ruckgabe der LEGO-Kasten

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Als erstes sollten Sie:

Besorgen Sie sich einen Rechenzentrums-AccountWer diesen nicht hat wendet sich bitte an Frau Schneider aus demPrufungsamt

Fuhren Sie die Belegung des SDP wie unten beschrieben durch:http://www.studium.uni-freiburg.de/studium/lehrveranstaltungen/Vorlesungsverzeichnis Wintersemester 2010/11Technische FakultatStudiengang Mikrosystemtechnik (MST) /Microsystems Engineering(MSE)1. Bachelor GrundlagenmoduleSystem Design ProjektLogin und danach Veranstaltung belegen

Uberlegen Sie sich, mit wem Sie in einer Vierergruppe oderFunfergruppe arbeiten wollen

Nach der Belegungsfrist (bis 01.11.2010) konnen keine Belegungenmehr durchgefuhrt werden.

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Wo ist die Testbahn?in Geb. 102 Kellerraum -01 015

Offnungszeiten 8:00 - 18:00 UhrBetreuungszeiten werden nachste Woche mitgeteilt.

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Was ist ein System ?

In allgemeinster Definition ist ein ”System”(griech. systema =Zusammengesetztes) eine aus Elementen materieller oder geistiger Art

geordnet zusammengesetzte Ganzheit.

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Bausteine eines Systems

Prozess

Zielsetzung

Sensoren (LEGO-Sensoren, aber auch eigene erlaubt)

Aktoren (max. 3 Motoren)

Informationsverarbeitung

Algorithmen

Kommunikation

Architekturen

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Ressourcen

- Lego Mindstorms NXT- Teststrecke zur Linienverfolgung

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Eindrucke der letzten Jahre

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Der Wettbewerb

Wann: 09.02.11, 13:00

Wo: Georges-Kohler-Allee 101 im Foyer

Zuschauer:I StudierendeI ProfessorenI SponsorenI Presse

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Was mussen Sie leisten

Sie mussen

sich in 4-er Gruppen zusammenfinden

sich anmelden

die LEGO-Kasten abholen (Mietvertrag)

Ihren Fortschritt per email bestatigen

ein selbststandig geregeltes Fahrzeug bauen

am Wettbewerb teilnehmen

einen Abschlußbericht schreiben

den Abschlußbericht und den LEGO-Kasten abgeben

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Beim Wettbewerb

Sie mussen am Wettbewerb erscheinen

Maximal 2 Versuche innerhalb von 5 Minuten

Ihr Fahrzeug muss zumindest versuchen, einer vorgegebenen Bahn zufolgen

Extra: Wenn Ihr Fahrzeug unter den ersten 3 das Ziel erreicht,erhalten Sie zusatzlich einen Preis und eine Urkunde. Zusatzlich gibt’snoch einen Sonderpreis

Eindrucke vom Wettbewerb 2008/09 (Video)

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Die Strecke beim Wettbewerb

Bahnbreite = 60 cm, dann kommt Abgrund oder Wand

Linienbreite = 3 - 6 cm

Streckenlange = 16 m bei max. 30◦ Steigung/Gefalle

Zielstange (Ø = 4 cm) muss nicht unbedingt beruhrt werden, die Zeitwird bei Zieldurchfahrt gestoppt.

Hindernisgroße = ca. 10 cm x 10 cm, Hohe = 10 cm oder hoher

Mit unausgeglichener Beleuchtung muss gerechnet werden (Sonne,Deckenstrahler, Tunnel)

Wandberuhrung oder ein Abweichen von der Linie fuhren nicht zurDisqualifikation solange der Roboter eigenstandig die Liniewiederfindet und in der vorgegebenen Richtung weiterfahrt.

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Die Strecke beim Wettbewerb(vereinfacht)

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Plagiate

Sie sollten die Roboter selbst gebaut

die Software selbst entwickelt

den Bericht selbst verfasst haben.

Verwendete Texte, Bilder, Software mussen mit Quellenangabenversehen sein.

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Abschlussbericht

Ihr Abschlußbericht darf maximal 4 Seiten umfassen und muss enthalten(Beispiel wird ins Netz gestellt):

Ihre Projektplanung einschließlich Zielspezifikation, Arbeitsplanungund Zeitplanung

Welches Gruppenmitglied welche Arbeit durchfuhrte

Eine kritische Beurteilung des Projektverlaufs und des Wettbewerbs

Die Unterschrift aller Gruppenmitglieder

optional freuen wir uns uber Vorschlage zur Verbesserung!

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Warum Projektplanung ?Probleme die zu erwarten sind :

Mechanik

Software

zu langsam

Parameter

Signal / Rauschverhaltnis

Verwendung von Project Management Software moglichz.B ToDoList http://www.abstractspoon.com

mogliche Probleme (Video)

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Projektaufgabe Pathfinder

Schwierigkeiten:

Hindernisse auf der Strecke mussen umfahren werden

Die Strecke muss nach Umfahren wiedergefunden werden

Starke Knicke bergab

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Regelung

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Regelung

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Aufgaben einer Regelung

Stabilisierung

Ausgleich von Storeinflussen

Regelgroße an die Fuhrungsgroße anpassen

Robustheit bei veranderten Prozesseigenschaften

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Stabilitat

instabile Regelung

stabile Regelung

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Programmierung

NXC (Not Exactly C) als Programmiersprache

ermoglicht sanften Einstieg in C

machtig genug um kompliziertere Ansatze zu verfolgen

lauft mit verschiedenen Betriebssystemen (Win, MacOSX, Linux)

fur Windows auch als GUI- Umgebung BricxCC verfugbar

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Programmierung

Verwendung der LEGO-Programmierumgebung ist moglich, aberUnterstutzung von den Hiwis gibt es nur fur NXC

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Sonderaufgabe (optional)

Mit dem Mindstorm-Kasten lassen sich auch noch andere Dinge realisieren...

Kur statt Pflicht (eigener Wettbewerb)

bei Interesse bitte bei Abgabe des ersten Zwischenberichts bei StefanWelker melden

http://www.hitechnic.com/models http://www.nxtprograms.com

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Wer kann Ihnen bei Fragen helfen ?

Betreuer (HiWis) stehen ab dem 16.11. in der Regel 1,5h pro Tag alsAnsprechpartner zur Verfugung. Die genauen Zeiten werden an derTur zum Kellerraum -01 015 bekannt gegeben.

In wichtigen Fallen (und bitte nur in diesen) konnen die BetreuerBenjamin Fuchs, Richard Rietzel, Karsten Klameth und Farina deWaard auch per Email unter lego@imtek.uni-freiburg.de erreichtwerden.

Fur organisatorische Fragen stehen euch Max Beinhofer(beinhofe@informatik.uni-freiburg.de) und Stefan Welker(swelker@informatik.uni-freiburg.de) zur Verfugung

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