Diploma Thesis DIP-1339

BibliographyDoberenz, Frank: Kommunikation, Ultraschallverarbeitung und ultraschallgestütztes Fahren für autonome mobile Roboter unter Oberon.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Diploma Thesis No. 1339 (1996).
117 pages, german.
CR-SchemaI.2.9 (Robotics)
J.7.7
D.3.4 (Programming Languages Processors)
D.4.4 (Operating Systems Communications Management)
KeywordsUltraschall; autonome mobile Roboter
Abstract

Die Abteilung Bildverstehen am IPVR der Universität Stuttgart besitzt drei Roboter der Firma Robosoft, die über eine RS232-Schnittstelle angesteuert werden. Die RS232-Schnittstelle kann auch über Ethernet mittels eines Funkumsetzers angesprochen werden. Die Roboter haben eine Steuerkarte, die unter dem Betriebssystem Albatros läuft und mit einem M68020-Prozessors von Motorola bestückt ist. Aus Leistungsgründen und um in Zukunft flexibler zu sein, sollen die Prozessorkarten ausgetauscht werden, welche die Roboter ansteuern. Dabei wird ein schnellerer Prozessor, ein M68040-Prozessor von Motorola, und ein anderes Betriebssystem, Oberon, verwendet. Die Oberonkarten haben einen Ethernet-Anschluß und können direkt über Funk angesprochen werden. Ein Funkumsetzer wie bei den Prozessorkarten von Robosoft ist nicht mehr notwendig. Außerdem können die Oberonkarten in Oberon programmiert werden. Als Schnittstelle zu den Robotern existiert bereits die Programmierschnittstelle RoI, die für diesen Einsatz erweitert worden ist. Dabei werden die Befehle nahezu wie vorher verwendet, um für die Anwender transparent zu sein. An den Befehlen sind kleinere Änderungen und Auslassungen vorgenommen worden, die nicht in das neue Konzept gepaßt haben. Neue Befehle sind hinzugekommen, die allerdings nicht abwärtskompatibel sind. Die Kommunikation zwischen der Workstation und der Oberonkarte basiert auf einer Client-Server-Beziehung. Dabei werden kodierte Daten, welche den ursprünglichen Befehlen und deren Parametern entstammen, auf der Oberonkarte dekodiert und in Funktions- und Prozeduraufrufe umgesetzt. Die Ergebnisse werden ebenfalls kodiert und an die Workstation zurückgesendet, auf der sie dekodiert und über die Schnittstelle an die Anwendung übergeben werden. Die RS232-Schnittstellen der Oberonkarte können angesprochen werden, um die Objektiveinstellungen der Stereokamerakopf oder eine PTU anzusteuern. Dazu ist eine Funktion implementiert worden, die Daten über eine RS232-Schnittstelle an das entsprechende Gerät sendet und anschließend die Antwortdaten empfängt. Die Ultraschallsensoren der Roboter werden von einer eigenen Prozessorkarte aus angesteuert. Die Prozessorkarten befinden sich im selben VME-System, über dessen VME-Bus die beiden Prozessorkarten ihre Daten austauschen. Der Datenaustausch der Ansteuerungsbefehle und der Ergebnisse wird über ein Dual-Ported-Shared-Memory vollzogen. Es werden zwei Modi zur Ultraschallabfrage bereitgestellt. Der erste ist der Anfragemodus, der eine Anfrage an die Ultraschallkarte stellt. Diese feuert die entsprechenden Ultraschallsensoren und liefert die Ergebnisse. Der zweite Modus ist der Automatikmodus, der nach seiner Aktivierung ständig Ultraschallsensoren feuert und die Ergebnisse in einer Tabelle aktualisiert. Um diese Modi herum sind neue Ultraschallbefehle entwickelt worden zur Abfrage aller Ultraschallsensoren, einer Teilmenge der Ultraschallsensoren und der Ultraschallsensoren einer bestimmten Fahrrichtung. Diese stehen in zwei Versionen zur Verfügung, die sich bzgl. der Ergebnisse unterscheiden. Zum einen wird nur das Meßergebnis und zum anderen werden zusätzlich zeit- und ortsbehaftete Informationen mit zurückgegeben. Ein intelligenter Fahrbefehl ist implementiert worden, der auf Ultraschall basiert. Der Einsatz des Ultraschalls verhindert dabei die Kollision mit Hindernissen. Für eine Erweiterung dieses Fahrbefehls ist ein Entwurf angegeben. Diese Erweiterung soll nicht nur eine Kollision mit einem Hindernis vermeiden, sondern um das Hindernis herumfahren, um ein gegebenes Ziel trotz des Hindernisses zu erreichen.

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Department(s)University of Stuttgart, Institute of Parallel and Distributed High-Performance Systems, Image Understanding
Entry dateJune 3, 1996
   Publ. Computer Science