Helveticrobot wird Vize-Weltmeister am RoboCup Junior!

Mit der gestrigen Halbfinalqualifikation hatten wir unser Ziel bereits erreicht. Somit war die heutige Finalrunde für uns reine Zugabe. Gemeinsam mit Taiwan und Deutschland traten wir erst im Halbfinal gegen Italien, Holland und Japan an. Die Spielpaarungen in unserem Halbfinal lauteten Helveticrobot – S.P.Q.R (Italien), Taiwan – Holland und Deutschland gegen Japan. Mit 2:1 Siegen qualifizierte sich unser Team für das Finale!

Unser Roboter erzielt gegen den italienischen Roboter ein Tor.

In unserem Spiel gegen Italien mussten wir uns ganz knapp mit 11:13 Toren geschlagen geben. Dank der Siege von Taiwan und Deutschland reichte es dennoch problemlos für die Finalqualifikation. Riesige Freude also in unserem Superteam. Nach erneut einigen Anpassungen an der Software stiegen wir ohne grosse Erwartungen in die Finalspiele.

Unser Superteam mit Helveticrobot, den Taiwanesen und den Deutschen.

Dort warteten die Teams aus China, Portugal und dem Iran auf unser Superteam. Obwohl wir uns gegen den Iran besser schlugen als im ersten Spiel, reichte es klar nicht für den Sieg in unserem Spiel. Obwohl es die Taiwanesen besser machten und die Chinesen knapp besiegten, reichte es nicht zum Weltmeistertitel: Das Team aus Deutschland verlor ihre Partie gegen den Vorjahressieger Portugal.

Wir posieren an der Siegerehrung mit den Robotern und dem gewonnen Pokal.

Trotz der Finalniederlage feierten wir heute einen der grössten Erfolge in der Geschichte von Helveticrobot. Mit dem Vizeweltmeistertitel haben wir unser Ziel, die Halbfinalqualifikation, ganz klar übertroffen. Das Projekt „ Soccer“ ist uns also vollends geglückt. Sofern wir wieder genügend interessierte Schüler und Sponsoren finden, wird Helveticrobot wohl auch im nächsten Jahr bei Soccer mit von der Partie sein.

Tag 3: Drei Siege und lockere Qualifikation für das Halbfinale!

Nach den gestrigen drei Niederlagen stand die Halbfinalqualifikation für uns schon etwas auf der Kippe. Mit drei deutlichen Siegen gegen das kanadische Team lieferten wir heute jedoch eine starke Antwort und qualifizierten uns somit für die Halbfinals.

Unser Roboter umdribbelt alleine zwei gegnerische Roboter.

Am heutigen letzten Qualifikationstag spielten wir im Team mit Taiwan und Japan. Die Gegner hiessen Kanada, Deutschland und Holland. Weil wir von unserem Team Kanada zugeteilt bekamen und das gegnerische Team den Kanadiern uns zuteilte, spielten wir schlussendlich drei Mal gegen die Kanadier. Mit Erfolg: 11:7, 7:3 und 18:2 lauteten die Resultate jeweils zu unseren Gunsten. In den ersten beiden Spielen hatten wir jeweils grosses Defektpech und mussten aufgrund unerwartet auftretender Kurzschlüsse über weite Strecken mit einem Roboter spielen. Erst im letzten Spiel nach erfolgten Reparaturen konnten wir unser volles Potential ausschöpfen.

Stefan und Oliver rätseln über nicht identifizierbare Kurzschlüsse an beiden Roboter während des Matches gegen Kanada

Auch Taiwan und Japan gewannen ihre Spiele grösstenteils, so konnten wir unserem Konto wertvolle Punkte für eine gute Ausgangslage in den Finalrunden gutschreiben. Die Finalrunden funktionieren folgendermassen: Die besten 12 Mannschaften werden in vier sogenannte „Superteams“ eingeteilt. Die Einteilung erfolgt nach Stärke der Teams anhand der in der Qualifikation erreichten Punkte. Mit 45 Punkten lagen wir über das gesamte Teilnehmerfeld gesehen auf dem fünften Rang. Deshalb wurden wir für die morgige Finalrunde gemeinsam mit Taiwan und Deutschland in das zweistärkste Superteam eingeteilt, mit dem wir im Halbfinale gegen das drittstärkste Superteam antreten. Im zweiten Halbfinale messen sich Superteam 1 und 4.

Unsere Roboter in der Front- und der Rückansicht.

Gewinnen wir das morgige Halbfinale gegen Superteam 3, stehen wir also tatsächlich im Finale des RoboCup Junior 2012 in der Disziplin Soccer A Lightweight! Die Chancen dazu stehen gar nicht schlecht, haben wir mit Deutschland und Taiwan doch zwei starke Mitspieler an unserer Seite.

Doch selbst wenn wir das morgige Halbfinale verlieren würden: Mit der Halbfinalqualifikation haben wir unser ambitioniertes Ziel bei der ersten Teilnahme in der Disziplin Soccer erreicht. Dies ist umso erfreulicher, weil die schlechten Teppichverhältnisse in Mexiko unseren Dribbler uns somit unsere Strategievielfalt stark einschränkten.

Wir freuen uns auf eine spannende und hoffentlich erfolgreiche Finalrunde morgen!

Hier ein Eindruck der ersten Qualifikationsspiele: http://vimeo.com/44485733

Wir posieren mit einem iranischen Frauenteam aus einer anderen Disziplin, das ihren Arbeitsplatz direkt neben unserem hat.

Drei Spiele, drei Niederlagen: Durchzogene Bilanz am zweiten Wettkampftag

Nachdem wir gestern drei nicht allzu schwere Gegner hatten, ging es heute richtig zu Sache. Gleich in allen drei Spielen trafen wir auf absolute Spitzenteams, die in den letzten Jahren jeweils um den Sieg gekämpft hatten. Wir wussten also von Beginn weg, dass es sehr schwierig werden würde, unsere lupenreine Bilanz aufrecht zu erhalten.

Im Team mit Taiwan und Holland traten wir gegen den amtierenden Weltmeister Portugal, gegen China und gegen den Iran an. In der ersten Runde wurden wir den Portugiesen zugeteilt. Kurz vor dem Match ein unerwartetes Problem: Die An-/Ausschalter verursachten Wackelkontakte. In den verbleibenden 15 Minuten vor Spielbeginn mussten wir also in Rekordtempo die Roboter demontieren, die Schalter überbrücken und alles wieder zusammenbauen. Als Folge des grossen Zeitdrucks vor dem Match nahmen wir einige Einstellungen nicht sorgfältig genug vor. Mit der Konsequenz, dass wir in der ersten Halbzeit keine Kommunikation unter den Roboter und somit ein völlig konzeptloses Spielsystem hatten: 1:8. Nach den richtigen Anpassungen in der Halbzeitpause erreichten wir in der zweiten Hälfte ein 2:3, wir hätten also eigentlich mithalten können.

Zweikampf im Spiel gegen Portugal.

Dies gab uns Motivation in Hinblick auf das zweite Spiel, für das uns die Portugiesen erneut als Gegner ausgewählt hatten. Neues Spiel, neues Glück? Leider zogen auch die Portugiesen ihre Lehren aus dem ersten Spiel und vor allem unserer starken zweiten Halbzeit. Mit dem Ergebnis, dass wir bei der Revanche in der eigenen Platzhälfte eingeschnürt wurden uns schlussendlich trotz starker Abwehrleistung und 0:2 Pausenstandes des Torwartes mit 0:7 untergingen.

Zwei Niederlagen gegen den Weltmeister sind jedoch längst kein Grund, den Kopf hängen zu lassen: Ganz im Gegenteil entwickelten wir aufgrund der Erkenntnisse aus dem Spielen eine neue Strategievariante. Genau wie die Portugiesen spielten nämlich auch die Iraner sehr aggressives Pressing und setzten statt auf Dribbler und Kicker lieber auf möglichst viel Power und Speed.

Zwei Iranerinnen beobachten das Spiel ihrer Roboter gegen die unseren.

Gut vorbereitet stiegen wir also ins dritte Spiel gegen das iranische Team. Leider rückte dann das Spiel an sich etwas in den Hintergrund. Die iranischen Roboter hatten nämlich die Angewohnheit, sich sofort INS eigene Tor zurückzuziehen, wenn sie den Ball nicht mehr im Sichtfeld hatten. Weil es zu unserer Strategie gehört, sich rückwärts mit verdecktem Ball dem Tor zu nähern, trat diese Situation fast ununterbrochen ein. Dazu ein Zitat aus den Regeln, das unserer Meinung nach eindeutig ist:
Robots must be constructed and programmed in a way that they do not enter the goal.

Leider ahndete der Schiedsrichter dieses Vergehen nicht. Um nicht für unnötigen Unmut zu sorgen, unterschrieben wir das Matchformular trotz des uns entstandenen massiven Nachteils. Aus Verständnisgründen fragten wir beim Oberschiedsrichter nach: Das Vergehen hätte geahndet werden müssen und besagte Regel wird ab morgen strenger durchgesetzt werden. Das Gesamtscore gegen den Iran lautete übrigens 11:1.

Trotz dreier Niederlagen zeigte uns der zweite Tag, dass wir bei unserer ersten Teilnahme bei Soccer schon fast mit der Weltspitze mithalten können. Morgen warten zudem mit Kanada und den Niederlanden zwei Gegner, die wir eigentlich schlagen sollten.

Wir twittern und facebooken so gut es mit dem bescheidenen Internetzugang hier geht.

Drei Spiele, drei Siege, neun Punkte: Solide Leistung am ersten Wettkampftag

Nach dem gestrigen Testtag starteten heute die Wettkämpfe. In Dreierteams kämpfen die Soccer-Teams heute und morgen um die Finalqualifikation. Wer mit seinen Teams heute und morgen ausreichend Punkte erzielt, qualifiziert sich für die Finalrunden der Teamwettkämpfe. Nur die besten vier Einzelteams erreichen dann das Halbfinale der Einzelwettkämpfe.

Zwei deutliche Siege
Wir spielten heute in einer verhältnismässig einfachen Gruppe. Gemeinsam mit dem iranischen und dem österreichischen Team spielten wir gegen die Israelis, die Japaner und die Niederländer. Während die erste Spielrunde vorgegeben war, konnten die Runden zwei und drei von den Teams selbst bestimmt werden. So spielten nebst der reinen Power im Spiel auch taktische Überlegungen zum Spielplan eine Rolle. Aufgrund dieser Regelung spielten wir in den ersten beiden Matches zweimal gegen das israelische Team. Zu unserem Vorteil, gewannen wir doch zweimal mit grossem Vorsprung.

Unser Stürmer in der Angriffsauslösung gegen die Israelis

Israelischer Protest

Weniger zufrieden mit dem Spielausgang waren die Israelis. Sie fochten das Resultat des ersten Matches mit der Begründung an, unsere Taktik, den Ball der Wand entlang zu führen, sei ungerecht. Der Protest wurde jedoch aufgrund keinerlei Hinweise im Regelwert deutlich abgewiesen.

Unser Roboter schiesst aus der Drehung auf das gegnerische Tor.

Sechs Eigentore
Unbesorgt konnten wir also zum dritten Match antreten, diesmal gegen die Japaner. Ebenfalls kein allzu starker Gegner, trotzdem kassierten wir sieben Gegentore. Der Clou allerdings: Sechs davon hatten wir gleich selbst erzielt. Ein Kompassfehler brachte unseren Stürmer in der ersten Halbzeit dazu, hauptsächlich das eigene Tor anzugreifen. Glücklicherweise konnten wir den Fehler in der Halbzeit beheben uns siegten schliesslich verdient mit 16:7.

Szene aus dem Match gegen Japan.

Warten auf die guten Gegner …

Mit den heutigen Resultaten sind wir natürlich sehr zufrieden. Schliesslich haben wir heute unsere ersten drei Soccer-Matches überhaupt gespielt. Dennoch müssen wir anerkennen, dass die wirklich schweren Gegner noch auf uns warten: Morgen treffen wir im Team mit den Taiwanesen und den Niederländern auf die Gegner aus Portugal, China und dem Iran.

Wir freuen uns auf packende, faire Matches und werden über Twitter und Facebook auf dem Laufenden halten.

Juni 2012, WM-Team: Letzte Vorbereitungen und ausgiebige Tests

In den letzten Wochen haben wir getestet, optimiert, getestet, optimiert und weiter getestet. Während dieser Phase konnten wir Leistung und vor allem Zuverlässigkeit unserer Roboter erhöhen.

Die beiden Roboter warten auf einen Einsatz.

Aufwändige Anpassungen am Chassis
Um möglichst bald mit zwei Robotern testen zu können, haben wir relativ früh den zweiten Roboter gebaut. Dies hatte jedoch zur Folge, dass jegliche späteren Anpassungen jeweils an beiden Roboter vorgenommen werden mussten. Das Herausfinden der optimalen Montagehöhe für den Dribbler entwickelte sich so zur Geduldsprobe für die Mechaniker. Schlussendlich hatten wir jedoch einen sehr leistungsstarken Dribbler, mit dem wir den Ball auch in rasanter Rückwärtsfahrt kontrollieren können.

Oliver schneidet Löcher in das Chassis des Roboters.

Zudem stellten wir fest, dass die Carbon-Schutzhülle einigen Ultraschallsensoren in den Weg kam. Nach anfänglichem Zuschneiden mussten wir schlussendlich die ganze Schutzhülle um einige Centimeter kürzen und dafür zusätzliche Kollisions-Schütze montieren. Mit ihnen sind unsere Fussballroboter jetzt gut gerüstet für die ruppige Gangart am RoboCup Junior: Die Motoren haben ausreichend Power, die Omniwheels graben sich regelrecht in den Boden und das Carbon-Chassis ist äusserst verwindungssteif.

Scharfkantige Omniwheels sorgen für den nötigen Grip auf der Teppich-Unterlage.

Langsamer Kompass und Ersatzteile
Eines der am stärksten einschränkenden Elemente ist zurzeit der Kompass. Obwohl er mit 75 Hertz taktet, kommt er mit den schnellen Drehmanövern unserer Roboter nicht ganz klar. Deshalb schalten wir den Kompass beispielsweise in der Anfahrt auf einen Ball ganz einfach aus. So verhindern wir unnötige und zeitraubende Kurskorrekturen.

Sicht auf den Roboter von oben. Höchster Punkt: Kompass

Weiterhin haben wir von allen verwendeten Platinen mindestens ein Ersatzexemplar hergestellt. So können wir am Wettbewerb defekte Bauteile rasch austauschen. Auch die Ersatzmotoren unseres Hauptsponsors Faulhaber sind bei uns Eingetroffen.

Feinarbeit in der Programmierung
Viel zu tun hatten wie vor jedem Wettbewerb auch in Punkto Programmierung. Einerseits haben wir die gesamte Kommunikation zwischen den beiden Roboter implementiert. In erster Linie geht es dabei um den Wechsel zwischen Torwart- und Stürmerprogramm. Grundsätzlich ist jeweils der hintere Roboter Torwart und der vordere Stürmer. Je nach Situation auf dem Spielfeld können die Wechsel jedoch komplizierter werden. Hinzu kommt, dass wir die genaue Position auf dem Spielfeld trotz Motor-Encodern, Kompass und Ultraschallsensoren niemals genau bestimmen können.

Michael stellt einen Roboter mit dem "Settingboard" auf eine neue Strategie ein.

Zudem haben wir die einzelnen Strategien der Roboter entwickelt und verbessert. Wandfolgen, rasche Drehungen und Weitschüsse sind einige Varianten. Schlussendlich haben wir alle Strategien, die Kommunikation untereinander und alles weitere zusammengesetzt und getestet. Bei der abschliessenden Fehlersuche, dem Debuggen, kamen noch einige Fehlüberlegungen zum Vorschein.

Trotz knappen Zeitbudget und daraus resultierendem Stress kurz vor dem Wettbewerb sind wir überzeugt davon, einen durchaus konkurrenzfähigen Roboter entwickelt zu haben. Obwohl natürlich bei der ersten Teilnahme nicht gleich alles einwandfrei funktionieren kann, sind wir zuversichtlich, unser Ziel, die Halbfinalqualifikation, erreichen zu können.

Mai 2012, WM-Team: Dritter Prototyp und erste Spielzüge

Im April haben wir den ersten vollständigen Prototypen gebaut. Er kann fahren, den Ball erkennen, kontrollieren und schiessen. Ein Einblick, wie schnell er einem Ball folgen kann:

Tüfteln an Dribbler und Gewichtsreduktionen
Aus Mechanischer Sicht stellte der Dribbler die grösste Herausforderung dar. Nach Evaluationen mit verschiedensten Prototypen entschieden wir uns für eine erneute Überarbeitung. Im Video ist eine Variante zu sehen, die noch keine optimale Ballkontrolle bietet. Es stellte sich zudem heraus, dass die ursprünglich für den Dribbler vorgesehenen Motoren nicht über ausreichend Kraft verfügen, um den Dribbler anzutreiben. Stattdessen verwenden wir nun “zweckentfremdete” Antriebsmotoren dafür.
Beim Fertigen des Prototyps stand auch die Gewichtslimite von 1.1 Kilogramm im Vordergrund. Dafür werden die bisher aus Acrylglas bestehenden Bauteile des Roboters Schritt für Schritt durch Teile aus einem Carbon-Rohacell Sandwich ersetzt. Dieses stabile und leichte Material bringt Gewichtseinsparungen von bis zu ⅔. Falls dies nicht reichen würde, könnten wir auch noch einen leichteren Akku einsetzen.

Elektronische Detailarbeit und Ansteuerung des Kickers
Die Elektronik funktioniert sehr gut. Die meisten Platinen sind weitgehend fertig. Wir mussten nur noch kleinere Anpassungen vornehmen, zusätzliche Platinen für den zweiten Roboter bestücken und einige Wackelkontakte entfernen.
Den Kicker haben wir über ein Power-MOSFET angeschlossen. Dies funktioniert hervorragend.

Spielstrategien entwickeln und umsetzen
Im April haben wir noch letzte Fehler in den Software-Bibliotheken behoben. Parallel dazu begannen wir mit der Entwicklung von Strategien. Nebst einer Grundstrategie, dem erzielen von Toren, erfordern viele Situationen spezifische Reaktionen des Roboter. Dafür geschriebene kleine Testprogramme funktionieren teilweise bereits hervorragend, so unter anderem die Ballfolge und das Agieren als Torhüter. Die Navigationsoftware, die Daten aus Ultraschall-, Kompass- und Ballsensoren ausliest, funktioniert ebenfalls.
Die Grundstrategie wird im ganzen Team besprochen, anschliessend umgesetzt und getestet. Es folgen die Kommunikation der Roboter untereinander und das Zusammensetzen aller Strategien zu einem Programm.

Sponsorensuche und Wettbewerbsvorbereitung
Auch organisatorisch hatten wir zu tun. Wir konnten noch einige Sponsoren akquirieren, das Wettbewerbsbudget ist nun weitgehend gedeckt. Herzlichen Dank allen Sponsoren und Gönnern, die unsere Teilnahme an der Weltmeisterschaft 2012 unterstützen!
Hotel, Flug und Materialtransport müssen ebenfalls organisiert werden. Wir fanden ein preiswertes Hotel, von dem aus der Wettbewerb zu Fuss gut zu erreichen ist.

Insgesamt blicken wir dem Wettbewerb zuversichtlich entgegen. Damit wir unsere hohen Ziele erreichen, arbeiten wir motiviert und mit Freude an unseren Robotern.

Wettbewerbsbericht RobotChallenge 2012: Dritter Rang für Helveticrobot

Die RobotChallenge fand am 10. und 11. März in Wien statt. In der Disziplin PuckCollect, in der wir teilnahmen, starteten 14 Teams aus ganz Europa, wobei wir die einzigen Schweizer Vertreter waren. Unser Ziel Podestplatzierung wurde erreicht: wir erkämpften uns den dritten Rang!

Das Podest der Kategorie Puck Collect an der RobotChallenge in Wien. Rechts: Philipp Taeschler, Florian Schäfer, Gian Jörimann und Albert Planta (v.l.n.r)

Kurz vor RobotChallenge – neue Navigation

Lange Zeit sahen wir im ausschliesslichen Verwenden von Ultraschallsensoren die beste, weil verlässlichste Navigationsstrategie. Da aber der Grossteil der Pucks sich in der Spielfeldmitte konzentrierte, war die Ausbeute mit dem bisherigen Randabfahren eher klein. Viel besser funktionierte unsere neue Taktik, das Schlaufenfahren. Dafür benötigten wir einen Kompass, der es erlaubt, recht genaue Schlaufen zu programmieren. Das Ergebnis entsprach nach kurzer Zeit unseren Anforderungen, die Anzahl eingesammelter Pucks stieg markant. Lediglich die Einflüsse einzelner Magnetfelder verhinderten ein noch präziseres Fahren. Für den Ernstfall – d.h. für die RobotChallenge – genügte dies jedoch vollauf, denn die weiterhin eingesetzten Ultraschallsensoren und das zusätzlich verwendete Randabfahren ermöglichen zuverlässige Kurskorrekturen.

Erster Tag – Testphase
Weil der Wettbewerb in PuckCollect erst am zweiten Tag der RobotChallenge stattfand, konnten wir den ersten Tag zum Überprüfen und Anpassen aller Funktionen unseres Roboters nutzen. Dabei kam zum Vorschein, dass die Magnetfelder in der „Aula der Wissenschaften“ je nach Standort höchst unterschiedlich ausgeprägt waren und somit die Orientierung via Kompass merklich beeinflussten. Wir versuchten das Fahren mit Kompass an die hiesigen Verhältnisse anzupassen, das gelang uns allerdings nur ansatzweise. Aber wie im oberen Abschnitt beschrieben konnten wir den Kursabweichungen mit einfachen Massnahmen entgegenwirken. Ansonsten funktionierte der Roboter wie gewünscht: die Pucksortierung arbeitete problemlos, ebenso die Baseerkennung und die Kombination aller Funktionen.
Als Krönung des ersten Tages besiegten wir einen Gegner in einem Probelauf. Unser Roboter spulte sein Programm fehlerfrei ab, dem Gegner blieb da nur noch das Nachsehen.

Zweiter Tag – Hochspannung bis zum letzten Spiel
Die Wettkämpfe in PuckCollect gliederten sich in je eine Vorrunde pro Gruppe und in die Finalrunde, in dem der Europameister erkoren wurde. Die Vorrunde bereitete uns keine Probleme, allen Unkenrufen der Programmierfraktion zum Trotz, die in den vorherrschenden Magnetfeldern grosse Probleme sahen. Mit vier Siegen und zwei Unentschieden qualifizierten wir uns mühelos für das Finale, die Vorrunde konnten wir sogar für uns entscheiden.

In der Finalrunde (die jeweils besten vier der Gruppenphase qualifizierten sich dafür) war das Glück nicht mehr vollständig auf unserer Seite. Durch eine Mischung aus Pech und selbstverschuldeten Fehlern (die zwei Mal zum Verhaken und folglich zum Stillstand beider Roboter auf dem Spielfeld führte) kam unser Ziel, ein Platz auf dem Treppchen, gehörig ins Wanken. Letzten Endes gelang es uns dennoch, den dritten Rang zu verteidigen.

Dominiert wurde der Wettbewerb von einem polnischen Team, das einen geradezu gespenstisch perfekt funktionierenden Roboter entwickelt hatte. Dieser war allen Kontrahenten um Lichtjahre voraus, keiner konnte ihm auch nur im Geringsten das Wasser reichen.

Beim zweiten Mal hat es geklappt
Die diesjährige Teilnahme an der RobotChallenge war bereits unsere zweite binnen Jahresfrist. Letztes Jahr war die RobotChallenge unser erster Robotik-Grossanlass gewesen, unser Abschneiden war von Pech und nicht zuletzt auch von Unerfahrenheit geprägt. Seither wurde unser Roboter gründlich überarbeitet, insbesondere Elektronik und Programmierung bedurften tiefgehender Modifikationen. Das Ergebnis – der dritte Rang – ist mehr als befriedigend.

März 2012, WM-Team: Neue Motoren, neue Platinen, neue Funktionen

Prototyp zum Zweiten
Mitte Februar sind die Faulhaber-Motoren von unserem Platinsponsor Minimotor SA eingetroffen. Wir haben sie natürlich sofort montiert und getestet. Das anfängliche Staunen über die geringe Grösse der Motoren wich dabei bald grösserem Staunen über deren enorme Leistungsfähigkeit. Kein Vergleich zu den bleischweren und trägen Modellbaumotoren unseres ersten Prototyps. Die Einheit aus neuen Motoren und selbst entwickeltem Motorcontroller harmoniert nach einigen Anpassungen bereits bestens und lässt in Kombination mit den ebenfalls selbst entwickelten Omniwheels auf beste Fahreigenschaften hoffen. Der Prototyp rast bereits kraftvoll über das Test-Fussballfeld in der Bündner Kantonsschule.

Einer der Faulhaber-Motoren in der Detailaufnahme

Dribbler und Kicker – wir bleiben am Ball
Als nächstes muss der Dribbler fertig gebaut und optimiert werden. Nach verschiedenen Tests haben wir uns für ein Kombi-System aus breiter Angriffsfläche und im Zentrum guter Ballkontrolle entschieden. Unser Ziel ist es, den Ball gezielt auf dem Spielfeld führen zu können.
Zudem warten wir noch auf einen Solenoid (Elektromagnet), welchen wir auf Grund der im Januarblog beschriebenen Regeländerungen extra aus den USA bestellen mussten. Damit hoffen wir, den Ball trotz stark verminderter Spannung kraftvoll schiessen zu können.

Der Prototyp hat den Ball fest im Blick

Weitere Platinen bestückt und getestet
Die Elektroniker unseres Teams konnten im Februar weitere Platinen bestücken und in Betrieb nehmen. Zudem mussten sie am Motorenboard einen Fehler im Schaltplan korrigieren. Mit zusätzlichen Pull-Down Widerständen konnten sie das Problem relativ einfach lösen.
Aufgrund einiger Probleme haben wir uns ausserdem entschieden, eine neue Revision des Mainboards fertigen zu lassen. Diese ermöglicht unter anderem die Kommunikation über Bluetooth zwischen den beiden Robotern.
Als nächstes werden wir die ausstehenden Platinen für die Ballerkennung und unser neues Settingsboard bestellen. Letzteres wird es uns ermöglichen, am Wettbewerb schnell und einfach die wichtigen Einstellungen des Roboters zu verändern.

Der selbst entwickelte Motorencontroller harmoniert gut mit den Faulhaber-Motoren

Ansteuerung der Sensoren und verbinden der Platinen
Dank der einwandfrei funktionierenden Elektronik konnten wir die Software wieder um einige Schritte nach vorne bringen: Der Motorencontroller kann die drei neuen Motoren nahezu perfekt geregelt ansteuern und lässt bezüglich Genauigkeit keine Wünsche offen. Die Steuerbefehle werden schon vom Hauptcontroller generiert und dann an den Motorencontroller gesendet. Dieser setzt sie danach noch um. Bei der Implementierung dieser Kommunikation hat sich unsere sorgfältige Planung im Softwarekonzept bewährt.
Mit dem Mainboard können wir nun auch wichtige Sensoren wie Kompass und Ultraschall auslesen. Als nächstes rechnen wir nun die Inputs dieser Sensoren zusammen, damit mit diesen Daten über weitere Spielzüge entschieden werden kann.

Prototyp Nummer zwei rast bereits kraftvoll über den Fussballteppich

Auch die Ballerkennung funktioniert inzwischen. Eine Platine kann den Ball erkennen und den Winkel mehrere hundert Mal pro Sekunde am Computer ausgeben. Als nächste Schritte schalten wir nun alle Ballsensorplatinen zusammen und verbinden sie mit dem Mainboard.

Alles in allem sollten Ende März die ersten Testfahrten mit einem weitgehend vollständigen und funktionstüchtigen Roboter möglich sein.

März 2012, Challengeteam: Letzte Vorbereitungen für die EM

Bis zur RobotChallenge verbleibt noch gut eine Woche. Die Zeit drängt, denn es gilt die letzten Feinschliffe am Roboter vorzunehmen, bevor wir die Koffer packen und nach Wien reisen. Doch unterm Strich blicken wir der Europameisterschaft für selbstgebaute, autonome und mobile Roboter zuversichtlich entgegen, angesichts der erbaulichen Leistungen unseres Fabrikates.

Bau des Wettkampfroboters
Nach dem erfolgreichen CNC-Fräsen der wichtigsten Bestandteile unseres Roboters konnten wir uns mit der Herstellung der Kleinteile (Sensorhalterungen, Vorhang etc.) und dem finalen Zusammenfügen aller Komponenten beschäftigen. Dies verlief zur Freude aller erstaunlich reibungslos, da oft Schwierigkeiten (Planungsfehler, Materialprobleme und dergleichen) in der Umsetzung von der Theorie in die Praxis den Fertigungsprozess erlahmen lassen. Vor allem die Programmierer nahmen den zügig fertig gebauten Roboter erfreut zur Kenntnis, weil sie sogleich beginnen konnten, ihm Leben einzuhauchen.

Die Pucks, die es einzusammeln gilt, werden lackiert

Programmierung und Platine – die Elektronik gibt Vollgas
Wie im Februarbericht des Challengeteams nachzulesen ist, wurde das erste Board fertig gelötet. In der Zwischenzeit löteten wir bereits ein zweites Board, welches wir als Referenz und Ersatz gebrauchen können.
Das erste Board funktioniert soweit sehr gut. Nur die Motorsteuerung agierte nicht wunschgemäss, doch dieses Problem konnte inzwischen behoben werden, sodass unsere Platine absolut wettkampftauglich ist.
Auch in der Programmierung scheint uns das Glück hold zu sein: die Homebase-Erkennung funktioniert auf Anhieb einwandfrei, genauso Freude bereitet das Sortieren der Pucks, das deutlich besser funktioniert als noch vor Jahresfrist; Falschsortierungen sind die Ausnahme, und das unabhängig von den äusseren Lichteinflüssen, die uns letztes Jahr zum Verhängnis wurden. Da versteht es sich von selbst, dass das Fahren keinen Grund zum Wehklagen bietet.

Programmierer Marco Ruggia arbeitet an der neuen Platine

Kurz vor dem Wettkampf: Detailverbesserungen
In der letzten Woche vor dem Wettkampf wird unser Schwerpunkt auf Detailverbesserungen liegen: die Fehlerquote beim Sortieren muss noch weiter gesenkt werden, denn jeder falsch sortierte Puck kostet wertvolle Punkte; die Gegnererkennung muss so ausgereift sein, dass der Roboter bei einem Ausweichmanöver sofort wieder die richtige Route findet; falls das
Pflichtenheft vorzeitig erfüllt ist, können wir versuchen, die Geschwindigkeit zu steigern oder weitere routentechnische Strategien testen.
Die RobotChallenge 2012 findet am 10. und 11. März in Wien statt. In der darauffolgenden Woche werden Sie, liebe LeserInnen, auf dieser Seite einen ausführlichen Bericht zum Wettkampfgeschehen erhalten. Während des Wettkampfes werden wir laufend via Twitter die wichtigsten Ereignisse publizieren.

Februar 2012, WM-Team: Auftritt an der Automation Schweiz und Fertigung der Omniwheels

Unser Stand an der Automation Schweiz in Winterthur

Im Januar konnten wir Helveticrobot wie bereits im letzten Jahr an der Automation-Messe in Winterthur vorstellen. Unser Sponsor easyFairs Switzerland stellte uns die Ausstellungsfläche gratis zur Verfügung. Wir versuchten die Leute von unseren Projekten zu überzeugen und ihnen unsere Zukunftspläne darzulegen. Gezeigt haben wir die WM-Roboter von 2010 und 2011 und unseren aktuellen Prototypen.

Oliver Kirsch arbeitet an der Drehbank in der Bündner Kantonsschule

Omniwheels gefräst und gedreht

An ebendiesem Prototypen haben wir im Januar viel gearbeitet. Mechanisch hat sich vor allem antriebstechnisch einiges getan. Wir konnten die Rahmen der Omniwheels bei der Formtec AG in Chur CNC-Fräsen lassen. Die passenden Subwheels drehten wir anschliessend in der Physik-Werkstatt der Bündner Kantonsschule. Die Firma Saurer Kugellager unterstützte uns mit Miniatur-Kugellagern zur Lagerung der Omniwheels auf der Achse.

Alle Bauteile für ein fertiges Omniwheel: Rahmen, Subwheel, O-Ring, Kugellager und Achse (v. l. n. r)

Mit den neuen Omniwheels haben wir nun genügend Bodenhaftung, um mit hohen Geschwindigkeiten zu navigieren. Sobald wir die Antriebsmotoren von unserem Sponsor Minimotor SA erhalten, können wir den definitiven Prototyp bauen.

Das fertige Omniwheel wartet auf seinen ersten Einsatz

Bereits erhalten haben wir die Motoren für den sogenannten „Dribbler“, mit dem wir dereinst den Ball kontrollieren werden. Auch bei diesem Bauteil entwickelten wir den Prototyp weiter.

Ballsensor- und Motorenplatinen bestückt

Wir haben die Ballsensorplatine nun mit allen Ballsensoren und weiteren Bauteilen bestückt. Elektronisch scheint alles zu funktionieren. Die Software der Ballsensorplatine wurde so umgeschrieben, dass sie jetzt nicht mehr nur auf unserem Testaufbau funktionieren soll, sondern auf der richtigen Platine. Aufgrund von Problemen, die wir zurzeit noch nicht richtig einordnen können, ist dieses Programm im Moment aber noch nicht lauffähig. Wir forschen weiter!

Auch die Motorenplatine ist fertig. Auf Basis der funktionierenden Elektronik der Motorenplatine konnte die Implementierung von PWM-Funktionen und das Testen dieser in Angriff genommen werden. Zurzeit testen wir noch mit unseren provisorischen Motoren. Doch auch diese rudimentären Tests funktionieren wunderbar. Die Testergebnisse sehen schon vielversprechend aus und lassen auf einen starken Antrieb unserer Fussballroboter hoffen.

Die fertig bestückte Ballsensorplatine, mit der die Position des Balles ermittelt wird

Softwarekonzept umsetzen

Wir haben im Laufe des Monats unser Softwarekonzept weiter in die Praxis umgesetzt und erweitert. Nun richten wir unsere Aufmerksamkeit bereits auf die effiziente Programmierung von verschiedenen Strategien und Spielsituationen. Dabei wird auch beachtet, ob und wie ein teildefekter Roboter noch weitermachen kann. Die Strategie unserer Roboter zu planen, stellt eine grosse Herausforderung dar. Dafür haben wir in den letzten beiden Jahren jeweils an der Weltmeisterschaft Fussballroboter anderer Teams beobachtet und versuchen nun, möglichst viele Stärken in unserer Strategie zu vereinen.