Robotik

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Wie bereits angekündigt, haben wir einen Roboterbausatz mit Standard-komponenten herausgebracht, um einen Raspberry Pi 4 mit Kamera zu erweitern. Als erforderliches Zubehör empfehlen wir einen Raspberry Pi 4 mit mindestens 4GB RAM und eine Raspberry Pi Kamera V2.

In Verbindung mit der Software Digitizar lässt sich so ein autonomes Roboterfahrzeug umsetzen.

Erfahrungen im Bereich Modellbau, Elektrotechnik und Informatik sind erforderlich. Konkret baut man das Fahrzeug zusammen und verkabelt es (Steckverbindungen – ohne Löten). Dabei sind zwei Spannungen mit einem Voltmeter einzustellen. Achtet unbedingt auf korrekte Spannungseinstellungen und Verkabelung, weil ihr sonst den Raspberry Pi und die Module beschädigt. Die H-Brücken dürfen auch nicht im Leerlauf betrieben werden. Also prüfen, ob die Motoren auch richtig im Stromkreis hängen.

Unter Raspberry Pi OS, lässt sich Digitizar mittels Debian-Paket nachinstallieren. Benötigte Hardware / Schnittstellen müssen auch aktiviert werden. Wir empfehlen Digitizar mittels Remotedesktop per WLAN-Verbindung zu bedienen. Sonst hängt der Roboter an der Leine!

Wir liefern Programme zum Testen der Motoren und der LEDs. Damit lässt sich z.B. prüfen, ob die Motoren richtig herum laufen. Dreht sich das Fahrzeug auf der Stelle im Kreis, passt alles! 🙂

Außerdem noch Testprogramme um die Farbwerte für die Objekterkennung zu ermitteln. Je nach Lichtverhältnisse und Farbton der Lichtquelle müssen neue Werte eingestellt werden. Habt ihr Erfahrung mit OpenCV könnt ihr auch euer eigenes Modul zur Objekterkennung in C++ schreiben. Dafür liefern wir ein SDK mit. Tutorials zur Einbindung in Digitizar folgen aber erst noch.

Habt ihr erstmal keine Lust auf programmieren ladet euch das Programm für den Aufräumroboter ein. Stellt die ermittelten Farbwerte ein damit der Roboter zum Ball navigiert und diesen aufnimmt. Erweitert das Programm so, dass er den Ball (wie der Robobug) zu einer Box bringt. An der Stelle könnt ihr den Ball abnehmen und in die Kiste werfen. Wir geben euch noch ein paar Links von unseren Zulieferern wo ihr günstig Bälle, Tonpapier Marker usw. bekommen könnt. Einen grünen Ball und einen Marker liefern wir schon mal mit. Übrigens könnt ihr Module für Digitizar auch Freunden und Kollegen bereitstellen. Meldet euch wenn ihr eigene Module habt die ihr bereitstellen wollt. Wir freuen uns schon eure Lösungen zu sehen. Programme die ihr mit Digitizar erzeugt dürfen zur nicht kommerziellen Nutzung geteilt werden.

Habt ihr dazu noch Fragen, Ideen, Wünsche oder FEEDBACK?

Benötigtes Zubehör:

• Raspberry Pi 4 Computer mit mindestens 4 GB RAM
• Raspberry Pi Kamera-Modul V2
• Zwei 18650 Lion Akkus mit max. 6A Entladestrom. Achtung, in das Batteriefach passen nur Akkus mit maximaler Länge von 67mm! Akkus mit Elektronik sind meist 70mm lang.
• Passendes Ladegerät

UNSER “AUFRÄUMROBOTER”

Damit ihr den „Aufräum-Roboter“ nachbauen könnt erstellen wir gerade eine Anleitung. Verwendet wurden dazu das Hexapod-RoboBug-Kit von Maker Factory, Raspberry Pi 3, Intel RealSense D435 Kamera, 5V/5A Stromversorgung, PWM-Modul und unser Greifer aus dem 3D-Drucker. Die Software haben wir mit Digitizar erstellt. Unserem Tool für modellgetriebene Softwareentwicklung.

Wir sind auf alle Fälle gespannt und freuen uns wie ihr vielleicht unseren Aufräum-Roboter verbessert, aufmotzt und erweitert. Auch welche Roboterprojekte ihr noch auf die Beine stellt.

Gerne würden wir euer Feedback erhalten. Was denkt ihr vom Projekt? Habt ihr weitere Ideen, Anregungen oder sogar gerade selber ein Projekt am Start?

Unsere Software: Digitizar

Damit der Roboter selbständig aufräumt benötigt man ein Programm zur Ablaufsteuerung. Die Abläufe haben wir mit unserem Tool Digitizar festgelegt. Dazu verlinkt man einfach Softwarekomponenten, um ein bestimmtes Verhalten zu erreichen, kurz Softwaremodellierung. Damit können selbst Einsteiger ohne tiefe Programmierkenntnisse Abläufe erstellen. Wir zeigen euch noch ein Video, wie wir mit dem Tool die Software für den Aufräum-Roboter modelliert haben.

Hier eine kurze Erläuterung zur typischen Softwareentwicklung. Man installiert sich zum Programmieren Treiber und Softwarebibliotheken. Damit entwickelt man sein Programm für die Ablauflogik und Hardwareansteuerung. Eine Programmierumgebung (IDE) unterstützt dabei den Programmierer bei der Eingabe von Befehlen. Aus der Quelltexteingabe erzeugt der Compiler dann eine ausführbare Datei.

Digitizar ergänzt und vereinfacht die typische Entwicklung in den Bereichen Bildverarbeitung und Steuerung. Siehe Vorteile

Für die Profis unter euch liefern wir ein Framework mit, um eigene Komponenten in Digitizar zu integrieren. Diese Komponenten könnt ihr Freunden und Maker-Kollegen zur Verfügung stellen.

Wir planen die Software als open beta zum kleinen Preis anzubieten. Dadurch könnt ihr euch bei der Entwicklung beteiligen.

Ausblick

Modulentwicklung:

Es gibt die Möglichkeit eigene Module für Digitizar mit einem Framework zu entwickeln. Die entwickelten Module können unmittelbar mit Digitizar verwendet werden.

Beispielsweise zeigt das Video zwei Inferenz-Module. Im ersten Teil werden Objekte die mittels Filtereingabe gesetzt werden mit einem blauen Rahmen angezeigt. Für den zweiten Teil des Videos wurde ein Roboterfahrzeug mit einem drehbaren Kamera-Kopf genutzt. Der Kamera-Kopf kann sich dabei in horizontaler und vertikaler Richtung um 180 Grad drehen. Also ähnlich wie beim Menschen. Im zweiten Video wird durch eine skelettale Posenschätzung (pose estimation) eine Person identifiziert, welcher der Kamera-Kopf folgt.