Robotikpraktika
im Sommersemester 2015
Prof. Katja Mombaur
Benjamin Reh
Prof. Georg Bock
Thomas Kloepfer
Robotiklabor
Interdisciplinary Center for Scientific Computing
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Inhalt
1
Allgemeines
2
Praktikumsthemen
3
Bewerbungen
4
Verlauf
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Allgemeines
Praktika sind Softwarepraktika
Einteilung in Anf¨
anger- und Fortgeschritten-Praktika (AP/FP)
Die Bearbeitung erfolgt innerhalb eines Semesters.
Ein Projekt-Zeitplan ist eigenst¨andig zu erstellen,
die ersten Schritte sind w¨ahrend der Vorlesungszeit zu bearbeiten
Am Ende ist eine Dokumentation und ein Poster anzufertigen
Ein 30 min¨
utiger Vortrag im Rahmen eines Blockseminars
Praktika in Gruppen von 2 bis 3 Personen
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Vorraussetzungen
Eigenverantwortliches Arbeiten
Selbst¨andiges Erlernen neuer Themengebiete
Interesse, an einer konkreten Anwendung mit
praktischem Bezug zu arbeiten
Verlassen der reinen Softwareebene durch
Einbezug von Hardware
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01 - NXT Webstuhl (AP)
Projekttyp:
Bau und Programmierung eines Roboters mit Lego
Mindstorms NXT
Aufgabenstellung:
Es soll ein Webstuhl mit Lego Mindstorms NXT
konstruiert werden. Der Webstuhl besteht aus einer
Spendervorrichtung f¨
ur die Wolle, einer Rolle f¨
ur
das Endprodukt und Sch¨aften, Kamm und
Schiffchen f¨
ur den Webprozess.
Die Programmiersprache ist NXC.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++
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02 - Lego Wettbewerb (FP)
Projekttyp:
Bau und Programmierung eines Roboters mit Lego
Mindstorms NXT
Aufgabenstellung:
Die Roboter zweier Teams treten auf einem
Spielfeld gegeneinander an.
Ziel ist es, in einem vorgegebenen Zeitrahmen
durch Ausf¨
uhren bestimmter Aktionen mehr
Punkte als der Gegner zu erzielen.
W¨ahrend des Spiels d¨
urfen die Roboter nicht
kollidieren. Die Programmiersprache ist NXC.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++
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03 - Laufen mit inverser Kinematik (FP)
Projekttyp:
Programmierung eines Bipeds
Aufgabenstellung:
F¨
ur den Biped soll ein Modell seiner Segmente und
Gelenke erstellt werden.
Mittels Inverser Kinematik werden Gelenkwinkel f¨
ur
den Roboter ermittelt, so dass sein Fuß eine
vorgegebene Trajektorie abf¨ahrt.
Voraussetzungen:
Kenntnisse in Numerik
Programmierkenntnisse in C/C++
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04 - Schere-Stein-Papier Leap (AP/FP)
Projekttyp:
Implementation von Schere-Stein-Papier gegen eine
KI mit Leap Motion
Aufgabenstellung:
Es soll ein Programm geschrieben werden, welches
die Bewegungsdaten des Leap Motion Controllers
ausliest.
Aus den ermittelten Daten sollen die Gestiken f¨
ur
Schere, Stein und Papier erkannt und in eine
Spiellogik u
¨berf¨
uhrt werden.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++ oder Python
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05 - Kinect Maulwurf (AP)
Projekttyp:
Implementation von Hau den Maulwurf mit
Microsoft Kinect
Aufgabenstellung:
Es soll ein Programm entwickelt werden, welches
die Bewegungsdaten eines Nutzers vor dem Kinect
Sensor ausliest und die Hand erkennt.
Zus¨atzlich soll eine Visualisierung des Spiels Hau
den Maulwurf inklusive der Spiel-Logik
implementiert werden, die auf Bewegungsdaten
zur¨
uckgreift.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++
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06 - Hexapod zeigt Emotionen (AP/FP)
Projekttyp:
Programmierung des Hexapod mit
Objekterkennung
Aufgabenstellung:
An einem Hexapod soll eine Kamera befestigt
werden, welche das Gesicht eines Menschen
erkennt.
Der Hexapod soll auf Bewegungen des Menschen
reagieren, indem er seinen K¨
orper relativ zur
Position des erkannten Gesichtes ausrichtet.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++ oder Python
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07 - Radm¨uhle (FP)
Projekttyp:
Bau eines Spielbretts und Entwicklung einer KI
Aufgabenstellung:
Zwei Greifarme sollen Radm¨
uhle gegeneinander
spielen.
Dazu soll das Spielbrett gebaut, eine KI f¨
ur das
Spiel entwickelt und die Greifarme entsprechend
angesteuert werden.
Anhand magnetischer Spielsteine wird deren
Position auf dem Brett bestimmt.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++
Handwerkliches Geschick
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08 - 1D Pong (AP)
Projekttyp:
Entwicklung einer 1-Dimensionalen Variante des
Spiels ”Pong”
Aufgabenstellung:
Es soll aus einem RGB-LED-Band und zwei Tastern
eine Variante des Retro Klassikers ”Pong” gebaut
werden. Beim ”Mono-Pong” spielen sich die
Kontrahenten einen Lichtpunkt zu, der durch
rechtzeitiges Bet¨atigen eines Schalters zur¨
uck
gespielt wird.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++
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09 - Vier gewinnt (FP)
Projekttyp:
Entwicklung eines ”Vier gewinnt” spielenden
Roboters
Aufgabenstellung:
Es soll ein Roboter gebaut werden, der gegen
einen menschlichen Gegner ”Vier gewinnt”
spielt. Hierzu muss der Roboter den Zug des
Spielers erkennen und anschließend die
Spielsteine mechanisch in das klassische ”Vier
gewinnt”-Spiel fallen lassen.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++
Mechanische Grundkenntnisse
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10 - 1-Pixel Kamera (AP)
Projekttyp:
Bau einer Ein-Pixel-Kamera
Aufgabenstellung:
Am Ende eines Rohres wird eine Photodiode mit
zwei Servos so angebracht, dass ein MC die
Photodiode auf einer XY-Ebene verschieben kann.
Die Messwerte der Photodiode werden an einen PC
weitergeleitet, auf dem der Aufbau des Bildes
angezeigt wird.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++
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11 - Wetterstation (FP)
Projekttyp:
Bau einer ’Wetterstation’ aus einem Raspberry Pi
Aufgabenstellung:
Ein RasPi soll mit entsprechenden Sensoren (z.B.
Temp., Luftfeu., Luftdr.) ausgestattet werden. Die
Daten sollen mit Wetterdaten aus dem WWW und
anstehendend Veranstaltungen der ORB Webseite
verbunden und ansehnlich auf einem Display
dargestellt werden.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++ bzw. Python
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12 - Z¨ahlende Spardose (AP)
Projekttyp:
Bau einer Geld z¨ahlenden Spardose
Aufgabenstellung:
Es soll eine Spardose gebaut werden, die beim
Einwerfen einzelne M¨
unzen (10ct bis 2 Euro)
unterscheiden kann um anschließend den gesparten
Betrag zu berechnen.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in C/C++
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13 - Burpee APP (FP)
Projekttyp:
Bestimmung von Dauer und Wiederholungszahl
¨
von Free Bodyweight Ubungen
Aufgabenstellung:
Programmierung einer App f¨
ur Android
Mobilger¨ate, die pr¨azise Zeitdauer und Anzahl der
¨
Wiederholungen von ”free bodyweight”Ubungen
bestimmt.
¨
Die App soll die Dauer der Ubungen
sowie Anzahl
der Wiederholungen aufzeichnen und ansprechend
darstellen.
Voraussetzungen:
Programmierkenntnisse in Java
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Bewerbungen - Inhalt
Die Bewerbung sollte enthalten:
Namen der Personen
Matrikelnummern und Studienfach/Fachsemester
Studienleistungen
Relevante Vorkenntnisse :
Vorlesungen
Hobbys
Bastelerfahrungen
...
Motivation
Warum sind gerade wir am Besten f¨
ur das Praktikum geeignet?
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Bewerbungen - Formales
Nur geschlossen in Gruppen aus 2-3 Personen
Pro Gruppe f¨
ur jedes Praktikum nur eine E-Mail
Betreff mit Praktikumsnummer
Bei Bewerbungen auf mehrere Praktika (empfohlen):
getrennte E-Mails verschicken
Priorit¨
aten angeben
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Weiterer Verlauf
Bewerbungsschluss
Bekanntgabe der Zuteilung
Sicherheitseinweisung
21.4.2015
23.4.2015
29.4.2015
um 13 Uhr
Blockseminar am Ende
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5.-7.10.2015
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