– Übung 1: 10:30 Uhr – Übung 2: 12:15 Uhr

(1)

Aufbau und Bedienung Aufbau und Bedienung

Ingo Boersch (Harald Loose) University of Applied Sciences

FH Brandenburg

(2)

Übungsgruppen

• heute (KI-Labor):

– Übung 1: 10:30 Uhr – Übung 2: 12:15 Uhr

• Aktiv teilnehmen (passiv genügt nicht für spätere praktische Aufgabe)

• Zusätzliche Termine sind fast immer möglich

(3)

Welche Komponenten benötigt ein

autonomes mobiles System ?

(4)

P 2/3 als technisches System

Grundgerät:

• Primitives Fahrzeug mit zwei angetriebenen Rädern und einem passiven Stützrad

Aktoren:

• 2 DC-Motore mit untersetzendem Getriebe

• Elektromechanischer Greifer Sensorik:

• Encoder auf der Abtriebswelle der Motore

• 8 Ultraschallsender/empfänger

• Angetriebene Kamera mit integrierter Bild(vor)verarbeitung

• Kompass (P2)

• Laserscanner

Steuerung (on board):

• PSOS und μP-Karten zur Umsetzung von

Kommandos in Aktionen der Aktoren und zur Vorverarbeitung der Sensordaten

Externe Intelligenz (on client):

• ARIA + Module

(5)

Kommunikation

• Momentan ist WLAN die einzige Funkverbdingung

• onBoard-EeePc ist über USB und weiter RS232 mit Sensorik/Aktorik verb.

• Grün: Normalbetrieb (gute WLAN-Wetterlage)

• Blau: Notverbindung statt WLAN: PC über USB-Kabel (PC wird somit statt Eee-PC direkt an die Sensorik-Aktorik-Schnittstelle verbunden), ebenso Video-Signal über Kabel

(6)

Komponenten des AMR

• Autonomer Mobile Roboter:

– Fahrzeug mit Firmware ARCOS (PSOS) – Greifer, Sonar, Encoder

– PTZ mit Kamera (PTZ = Pan-Tilt-Zoom-Unit) – Laserscanner Sick LMS 200

– Kompass (nur P2-CE)

– Eee-PC 1000H mit ARIA-System und WLAN – AV-Giga-Link-Minisender

– 2xP3 mit Autodock-Vorrichtung

• Ladestation (verschieden P2, P3)

• PC mit

– ARIA (MobileEyes, MobileSim, ARIA-Entwicklungssystem und Klassenbibliotheken) – AV-Giga-Link-Empfänger

– Weitere Software: Doku, Visual Studio, OpenCV, …

(7)

Client-Server Environment

• MOBILEROBOTS platforms operate as the server: their microcontrollers handle the low-level details of mobile robotics, including maintaining the platform’s drive speed and heading, acquiring sensor readings, such as from the sonar, and managing attached accessories like the Gripper from the sonar, and managing attached accessories like the Gripper

• onboard-PC operates as the client: software running on a computer connected with the robot’s microcontroller via the HOST serial link and which provides the high-level, intelligent robot controls, including obstacle avoidance, path planning, features recognition, localization, navigation, and so on

(8)

ARIA - Advanced Robotics Interface for Applications

ARIA is a programming library (SDK) for C++ programmers who want to access their MobileRobots or ActivMedia platform and accessories at either a high or low level.

either a high or low level.

Features:

• handle the lowest-level details of client-server interactions, including networking and serial communications,

• command and server-information packet processing, cycle timing, and multithreading, processing, cycle timing, and multithreading,

• well as support of a variety of accessories and controls, such as a scanning laser-range finder, motion gyros, sonar, and many others

• Open source

(9)

Mainloop in ARIA: ArRobot Task Cycle

• Synchron oder asynchron zu asynchron zu Ihrem

Roboter- Programm

(10)

Zusatzmodule zu ARIA

In addition to providing a complete robot and accessory API to developers, ARIA also serves as a foundation for other libraries:

• advanced navigation routines: ARNL, SONARNL

• communicate with the MobileEyes graphical display/control program, or for general communication over the network, you can use ArNetworking.

Other libraries are available as well for specialized purposes, including

• speech synthesis and recognition,

• audio stream recording, playback and network transmission, video image audio stream recording, playback and network transmission, video image capture, color tracking, etc.

(11)

ARNL

ARNL := Advanced Robot Navigation and Localization Software

“a comprehensive suite of client tools and applications by which you

“a comprehensive suite of client tools and applications by which you create, edit and use maps and floor plans for advanced robotics

applications, including sonar- and laser-based localization and navigation.”

(12)

ARNL

ARNL := Advanced Robot Navigation and Localization Software

4 Module:

• BaseArnl: Infrastukture, Pfadplanung, Pfadfolgen

• Lokalisierung mit Sonar (SonArnl), Laserscanner (ARNL) und GPS (mOGS) Hilfsprogramme:

• Zeichnen von Karten: Mapper3Basic

• besser Mapper3 zusätzlich Kartenerstellung (=Mapping)

ca.

ca. ca.

ca. 1000 Euro 1000 Euro 1000 Euro 1000 Euro pro Roboter pro Roboter pro Roboter pro Roboter closed

closedclosed

closed sourcesourcesourcesource SICK und SICK und SICK und SICK und

• besser Mapper3 zusätzlich Kartenerstellung (=Mapping) aus aufgezeichneten Laserdaten und Odometriepositionen

SICK und SICK und SICK und SICK und Hokuyo

HokuyoHokuyo Hokuyo

(13)

MobileEyes

• einfaches Mission Control System (MCS) mit

(MCS) mit graphischer Oberfläche

• Missionserteilung und Monitoring

(14)

Nicht bei uns: MobilePlanner

- ein Mission Control System (MCS) für Lynx-Roboter

• Lynx: Logistik-Roboter von Adept für den kommerziellen Einsatz

• MobilePlanner = MobileEyes + Mapper + MissionsEditor zum Eintragen von Routen (Goallisten), Macros (Ziele, bedingte Tasks) in die Karte

von Routen (Goallisten), Macros (Ziele, bedingte Tasks) in die Karte

60 kg

(15)

MobileSim

• Simulator

(16)

Zusammenfassung Software

• ARIA with ARNetworking,

• MobileSim,

• Mapper3-Basic,

• ARNL: SonARNL, ARNL, mOGS, Mapper3

• einfaches MCS: MobileEyes

• Programmgruppe MobileRobots

• Die Installationen auf den Labor-PCs werden auf den Originalzustand

werden auf den Originalzustand

zurückgesetzt mit „Frische Roboter“

(17)

KI-Labor

Roboter Typ IP-Adresse im WLAN

Anschaffungs- Jahr

im WLAN Jahr

Alfa P2-CE 172.16.18.19 1999

Romeo P2-CE 172.16.18.16 1999

Marvin P3-DX 172.16.18.17 2003

Sunny P3-DX 172.16.18.21 2003

Andrew P3-DX 172.16.18.22 2008

Stanley P3-DX 172.16.18.20 2008

(18)

Neu

P3 „von der Stange“?

Wo sparen?

(19)

Basiskomponenten P2-CE

• Beim P3-DX leicht verändert:

Konsole auf der Seite

(20)

Deck und Konsole am P3

Alle Roboter haben Schalter für das Einschalten

von Kamera und Laserscanner -> Strom sparen

(21)

Maße

• Length 44cm

• Width 33cm

• Height (body) 22cm

• Body clearanceBody clearance 5.1cm5.1cm

• Weight 9kg

• Payload 20kg

• Body 1.6mm CNC fabricated aluminum

• Console & main deck 2.4mm CNC fabricated aluminum

• Assembly Allen hex screws (metric)

(22)

Technische Daten P2 / P3

Mobility P2CE P3DX, 2003 P3DX, 2008

Drive wheels 2 solid rubber 2 pneumatic 2 foam-filled Rear balancing caster 4-ply all-weather tread

Rear balancing caster 4-ply all-weather tread

Wheel diameter 16.5 cm 19.5 cm

Wheel width 3.7 cm 4.7 cm

Steering Differential

Gear ratio 19.7:1 38.3 : 1

Swing radius 26 cm 26.7cm

Turn radius 0 cm

Translate speed max 1.6 m/sec 1.4 m/sec Translate speed max 1.6 m/sec 1.4 m/sec Rotational speed max 300 degrees/sec

Traversable step max 2 cm Traversable gap max 8.9 cm

Traversable slope max 30% 25%

Traversable terrains wheelchair accessible

(23)

Technische Daten P2 / P3

Power

• Battery 3x12V lead-acid

• Charge 84 Wh / 252 watt-hr; hot-swappable

• Run time 8–10 hrs Recharge time 8 hrs / 6 hrs

• Run Time with PC - / 3-4 hrs

• Tiefentladung zerstört Blei-Akkus

• Bei spätestes 11.5 V abschalten, Roboter zum Ende immer ans Ladegerät

15 16

8 9 10 11 12 13 14 15

Ausfahrt an der SV 00:00 00:12 00:31 01:10 01:12 01:58 02:18 02:51 03:06 03:14 04:05 04:24

R16 R17 R19 R20 R21

(24)

Inbetriebnahme

Inbetriebnahme des Fahrzeugs

1. Trennen von der Ladestation 1. Trennen von der Ladestation 2. Einschalten (power rechts an

der Seite)

3. Laser und/oder Kamera an- oder abschalten

P3

P2

(25)

Technische Daten P2 / P3

Odometrische Sensoren

• high-resolution optical quadrature shaft encoder (Motorachse)

• P2: 39400 ticks per wheel revolution*

• P3: 76600 ticks per wheel revolution

A) Wie groß ist die Encoder-Auflösung beim P3 (Ticks pro Motordrehung)?

B) Wie viele Ticks pro mm beim P2?

TPWR / Gear ratio = 76600 / 38.3 = 2000 ticks / axis revolution 39400 / Umfang = 39400 / (195*pi)=76 ticks/mm

*(In der Doku oft auch 9,850 = ¼ TPWR)

(26)

Lsg

• TPWR / Gear ratio = 76600 / 38.3 = 2000 ticks / axis revolution

• 39400 / Umfang = 39400 / (165*Pi)=76 ticks/mm

• PQE = Phase-Quadratur-Encoder

(27)

Fragen zu den Technischen Daten P2

• ? max. Vorschubgeschwindigkeit in km/h

1.6 m/s * 3600 s / 1h * 1 km / 1000m = 5.76 km/h

• ? Umdrehungen des Rads je m

• ? Umdrehungen des Rads pro s bei vmax

• ? Umdrehungen des Motors pro m

I 1.6 m/s * 3600 s / 1h * 1 km / 1000m = 5.76 km/h

I 100 cm / (16.5 cm * 3.14) = 1.93

I 1.6 m * 1.93 / s * m = 3.1

I 1.93 * 19.7 = 38

• ? Ticks der Encoder pro mm

I 39400 / (165 mm * 3.14) = 76 / mm !!

(28)

Sonars

Front Ultrasonic: 8,

1 each side, 6 forward @ 20° intervals Firing rate: 25 Hz (40 ms / sonar) Firing rate: 25 Hz (40 ms / sonar) Ranges: 10 cm - 5 m

Genauigkeit: 1-2% => < 2 ... 5 cm Ultraschall: 20 kHz - 1 GHz

Laufzeit: 0,6 ms - 30 ms d = v_St

mit v_S ~ 340 m/s mit v_S ~ 340 m/s

Messprinzip: Time of Flight (TOF)

(29)

Crosstalk beim Sonar – hier kein Problem

Crosstalk: Sensor empfängt ein Signal von einem anderen Sender

a. direkter Crosstalk – ist kein Problem, benachbarte Sensoren sind aus b. indirekter Crosstalk – ist kein Problem, benachbarte Sensoren sind aus b. indirekter Crosstalk – ist kein Problem, benachbarte Sensoren sind aus c. indirekter Crosstalk – theoretisch mgl., bisher beim P2/3 nicht beobachtet

(30)

Problem: Totalreflexion des Sonars

Reale Messreihe zu b):

a) Ecke unsichtbar

Reale Messreihe zu b):

Winkel Sonar0 Sonar1 zur Wand

0 395 2781

16 400 2339

17 796 2332

19 852 2328

21 4910 2331

23 4910 2335

25 4910 2353

27 4910 812

b) Wand unsichtbar

c) Wand weit entfernt

Nur bei bestimmten Abständen

27 4910 812

30 4910 397

c) Wand weit entfernt

(31)

Problem: Sonarecho vom eigenen Gehäuse

• Lösung P2 Lösung P3

(32)

Aufbau eines Sonars

(33)

Laserscanner Sick LMS 200

Berührungslos arbeitendes Lasermesssystem, das seine Umgebung zweidimensional abtastet.

Technische Daten:

max. Reichweite / bei Remission 10%: 80 m /10 m Scanbereich: max. 180°

Winkelauflösung: 0,25° / 0,5° / 1°

Ansprechzeit: 53 ms bis 13 ms

Auflösung/Systematischer Fehler: 10 mm, typ. +-15 mm

Datenschnittstelle: RS-232/RS-422; Schaltausgänge: 3 x PNP, typ. DC 24 V Datenschnittstelle: RS-232/RS-422; Schaltausgänge: 3 x PNP, typ. DC 24 V Betriebsumgebungstemperatur: 0 bis +50 °C

Laserschutzklasse: 1 (augensicher), Schutzklasse: IP 65

Abmessungen (B x H x T): 155 x 210 x 156 mm3, Gewicht: 4,5 kg.

Leistungsaufnahme: 20 W.

Aktivierbar und Deaktivierbar !

(34)

(35)

Greifer (P 2 Gripper)

Öffnung 21.5 cm / 20.5 cm Off floor 2.4 cm

Abstand 11 cm

Hub 9 cm / 7 cm

Hubkraft 2 kg

Greifkraft 200 g - 2 kg (Taster + Verzögerungszeit) Finger 3.5 cm x 9.5 cm

Polster 2 mm

2 Lichtschranken zwischen den Fingern

(36)

PTZ Robotic Camera

(37)

Pan-Tilt-Zoom Robotic Camera

Sony EVI-D31 (PAL)

Image Sensor 1/3" IT CCD Effective Pixels 752(H) x 585(V) Effective Pixels 752(H) x 585(V) Horizontal Resolution 450 TV lines Vertical Resolution 400 TV lines

Lens 12X Zoom, f=5.4 - 64.8 mm;

F=1.8 - 2.7

Angle of View (H) 48.8 degrees (wide angle) Angle of View (V) 37.6 degrees (wide angle) Minimum illumination 7 lux / F1.8

Minimum illumination 7 lux / F1.8

Pan Angle +-100 degrees; max 80 degrees / second Tilt Angle +-25 degrees; max 50 degrees / second

Weight 1,200 g

Control RS232; VISCA™CONTROL PROTOCOL

Aktivierbar und Deaktivierbar !

(38)

Pan-Tilt-Zoom Robotic Camera

Sony EVI-D100P (PAL)

CCD Sensor 1/4" Super HAD CCD Effective Pixels 752(H) x 582(V)

Effective Pixels 752(H) x 582(V) Horizontal Resolution 460 TV lines

Lens 10x opt. Zoom, f=3.1-31 mm;

F=1.8 - 2.9

Angle of View (H) 6.6-65° (wide angle)

Shortest Distance 100 mm (wide angle) - 600mm Minimum illumination 3.5 lux / F1.8

Pan Angle +-100 degrees; max 300 degrees / second Pan Angle +-100 degrees; max 300 degrees / second Tilt Angle +-25 degrees; max 125 degrees / second

(39)

Framegrabber DFG/USB2-lt

Eingänge : 1x Composite Video, 1x S-Video

Ausgang: USB2.0, unkomprimierter Bilddatenstrom

Pan-Tilt-Zoom Robotic Camera

Ausgang: USB2.0, unkomprimierter Bilddatenstrom

ohne Audio

Video-Formate: PAL /CCIR, NTSC/RS-170

Max. Auflösung (PAL/CCIR): 768x576 (wir verwenden im BV-Server 320x240) Übertragungsrate: 50 Halbbilder, 25fps

Pixel: 24 bit (8 bit je Farbe)

Treiber: VfW, WDM, DirectX

• Unsere Kameras sind mit dem

S-Video-Eingang des Framegrabbers

verbunden -> eventuell im VfW-Treiber umschalten

• S-Video-Kabel etwas locker !

• Anzeige des Videobilds mit Demoapplikation BV-Server.exe (=Bildverarbeitungsserver) oder vidcap32 oder ...

(40)

Kamerabilder

[1] [2]

[1] Marcus Ehrlich, Patrick Pohlmann: Projektdokumentation DogBot, 2013

[3]

(41)

Docking-Station: nur Stanley und Andrew

MobileEyes -> „Dock“ oder zu geringe Spannung bei „Autodock“

1. Fahrt zum virt. Dockobjekt in der Karte 2. Ausrichten in Richtung des Dockobjektes 3. Einschalten pulsierender IR-LEDs (1.2 kHz) 3. Einschalten pulsierender IR-LEDs (1.2 kHz)

auf der Unterseite des Roboters

4. Fahrt auf die Ladefläche mittels Dreieck 5. IR-Pulse schalten die Docking-Station ein 6. Roboter senkt Ladekrallen und prüft Kontakt 7. Bei Problemen: ab 4. oder 1. wiederholen 8. Laden bis Zeit vorbei oder Schlussspannung

Abb. von Steve Wolter, FH Brandenburg, September 2014

virtuelles

Dockobjekt Kontaktfläche

mit IR-Sensoren Dreiecks- Form Abb. von Steve Wolter, FH Brandenburg, September 2014

(42)

Docking-Station: nur Stanley und Andrew

MobileEyes -> „Dock“ oder zu geringe Spannung bei „Autodock“

1. Fahrt zum virt. Dockobjekt in der Karte 2. Ausrichten in Richtung des Dockobjektes 3. Einschalten pulsierender IR-LEDs (1.2 kHz) 3. Einschalten pulsierender IR-LEDs (1.2 kHz)

auf der Unterseite des Roboters

4. Fahrt auf die Ladefläche mittels Dreieck 5. IR-Pulse schalten die Docking-Station ein 6. Roboter senkt Ladekrallen und prüft Kontakt 7. Bei Problemen: ab 4. oder 1. wiederholen 8. Laden bis Zeit vorbei oder Schlussspannung

bb. von Steve Wolter, FH Brandenburg, September 2014

virtuelles

Dockobjekt Kontaktfläche

mit IR-Sensoren Dreiecks- Form bb. von Steve Wolter, FH Brandenburg, September 2014

(43)

IR-LED IR-LED

Motor zum Absenken

Kontaktkrallen

IR-Empfänger

(44)

Pioneer Electronic Compass Vector 2XG (nur P2)

The PSOS-derived heading relative to magnetic North gets reported as a 0- 358 degree offset clockwise, ±2°.

Technische Daten

Accuracy 2°

Resolution 1°

Size 3,8 cm x 3,3 cm x 2,6 cm

Weigth 10 g

mechanically gimbaled

Dynamic tilt range 15°

(45)

Kompasskarte KI-Labor

• obere Kante sind die Schränke im KI-Labor

• Beobachtung: Magnetfeld zeitlich stabil, aber Ablenkung durch Roboter (Abb.) und Ort (+-10°)

Abb. von Seidel, Mühlberg, in LV AIS FH Brandenburg, 2003

(46)

Mainboard des P2

Electronics (basic onboard microcontroller)

Processor Siemens 8C166 (20 MHz)

Position inputs 4

Sonar inputs 2x8 (multiplexed) 1x8 used Digital I/O 16 logic ports

A/D 5 @ 0-5 VDC

Digital timer output 8 @ 1μsec resolution Digital timer inputs 8 @ 1μsec resolution;

Comm port 2 RS-232 serial

FLASH PROM 32 KB; P2OS-encoded software

RAM 256 KB; user programmable

Power switches 1 main; 2 auxiliary

(47)

Mainboard des P3

• 44.2368 MHz Renesas SH2 32-bit RISC microprocessor with 32K RAM and 128K FLASH

• 4 RS-232 serial ports (5 connectors) configurable from 9.6 to 115.2

• 4 RS-232 serial ports (5 connectors) configurable from 9.6 to 115.2 kilobaud

• 4 Sonar arrays of up to 8 sonar each

• 2 8-bit bumpers/digital input connectors

• Gripper/User I/O port with 8-bits digital I/O, analog input, and 5/12 VDC power

• Heading correction gyro port

• Tilt/roll sensor portTilt/roll sensor port

• 2-axis, 2-button joystick port

• User Control Panel

• Microcontroller HOST serial connector

• Main power and bi-color LED battery level indicators

(48)

Konsole

Controls, Ports and Indicators RESET pushbutton: Warm reboot MOTORS pushbutton:

MOTORS pushbutton:

Motors/boot/self-tests, green LED indicator RADIO Radio modem or Ethernet

Speaker Piezo Serial comm port:

9-pin RS-232 with RCV and XMT LED indicators LCD display

Systems status and messages (nur P2)

an der Seite

Systems status and messages (nur P2) Main Power

Robot power On/Off, red LED indicator Console Charge System power/battery recharge

an der Seite

(49)

Pioneer 2 Operating System (P2OS, ARCOS)

Client-Server control architecture

Robot’s servers work to manage all the low-level details of the mobile robot’s systems. These include

RS232 robot’s systems. These include

operating the motors, firing the sonar, collecting and reporting

sonar and wheel encoder data and so on.

User Interface

how to communicate with and how to communicate with and control your robot via the

Advanced Robot Control

and Operations Software (ARCOS) client-server

interface

(50)

ARCOS client command packet protocol - vom Client zum Roboter (Server)

For details see Pioneer 3 Operations Manual - Chapter 6, Table 7

(51)

ARCOS communication packet protocol - vom Roboter (Server) zum Client

• SIP = Server Information Paket

• wird kontinuierlich vom Roboter zum Client gesendet:

Client gesendet:

Inhalt

Motors status; Wheel-encoder and optional gyro

integrated coordinates, Orientation in angular units, Wheel velocities in millimeters per second, Battery charge in tenths of volts, Motor stall and bumper indicators, IO digital input states, Setpoint of the server’s angular position servo in degrees, sonar array status, Electronic compass accessory heading in 2- degree units, Number of new sonar readings included in SIP, Sonar readings, Gripper state byte u.v.a

in SIP, Sonar readings, Gripper state byte u.v.a

For details see Pioneer 3

Operations Manual - Chapter 6, Table 6

(52)

ActivMedia robots trapezoidal velocity profile

• Befehl: Fahre 95 cm

• Trapez-Kurve = Sollwerte

• Regelung: 50ms Zyklus, PID-Regler, Eingabe = Sollwerte, Ausgabe = PWM

• Regelung: 50ms Zyklus, PID-Regler, Eingabe = Sollwerte, Ausgabe = PWM der Motoren

(53)

Parameterfiles

Woher kennt das Clientprogramm die Anzahl der Sonarsensoren?

Client nimmt Verbindung zum Roboter auf Client nimmt Verbindung zum Roboter auf

Roboter meldet sich mit Class (bei uns Pioneer) und Subclass P3 melden sich als Subclass p3dx-sh oder p2d8+

P2 meldet sich als Subclass p2ce

Client lädt zur Subclass xxx die passende Parameterdatei params/xxx.p

• also p2ce.p oder p3dx-sh.p oder p2d8+.p

(54)

Parameterfile in ARIA – z.B. p3dx.p

Section General settings ;SectionFlags for General settings:

Class Pioneer ; general type of robot Subclass p3dx ; specific type of robot Subclass p3dx ; specific type of robot RobotRadius 250 ; radius in mm

RobotDiagonal 120 ; half-height to diagonal of octagon

RobotWidth 425 ; width in mm

RobotLength 511 ; length in mm of the whole robot

RobotLengthFront 210 ; length in mm to the front of the robot (if this is 0 RobotLengthRear 301 ; length in mm to the rear of the robot (if this is 0 Holonomic true ; turns in own radius

MaxRVelocity 500 ; absolute maximum degrees / sec MaxRVelocity 500 ; absolute maximum degrees / sec MaxVelocity 2200 ; absolute maximum mm / sec

MaxLatVelocity 0 ; absolute lateral maximum mm / sec HasMoveCommand false ; has built in move command

RequestIOPackets false ; automatically request IO packets

RequestEncoderPackets false ; automatically request encoder packets

(55)

Parameterfile in ARIA – z.B. p3dx.p

Section Conversion factors

;SectionFlags for Conversion factors:

AngleConvFactor 0.001534 ; radians per angular unit (2PI/4096) DistConvFactor 1 ; multiplier to mm from robot units DistConvFactor 1 ; multiplier to mm from robot units VelConvFactor 1 ; multiplier to mm/sec from robot units

RangeConvFactor 1 ; multiplier to mm from sonar units DiffConvFactor 0.0056 ; ratio of angular velocity to wheel Vel2Divisor 20 ; divisor for VEL2 commands

GyroScaler 1.626 ; Scaling factor for gyro readings

Section Accessories the robot has

;SectionFlags for Accessories the robot has:

TableSensingIR false ; if robot has upwards facing table sensing IR NewTableSensingIR false ; if table sensing IR are sent in IO packet

FrontBumpers false ; if robot has a front bump ring

NumFrontBumpers 5 ; number of front bumpers on the robot RearBumpers false ; if the robot has a rear bump ring

NumRearBumpers 5 ; number of rear bumpers on the robot

(56)

Parameterfile in ARIA – z.B. p3dx.p

Section Sonar parameters

SonarNum 8 ; number of sonar on the robot

; SonarUnit <sonarNumber> <x position, mm> <y position, mm> <heading of disc, degrees>

SonarUnit 0 69 136 90 SonarUnit 0 69 136 90 SonarUnit 1 114 119 50 SonarUnit 2 148 78 30 SonarUnit 3 166 27 10 SonarUnit 4 166 -27 -10 SonarUnit 5 148 -78 -30 SonarUnit 6 114 -119 -50 SonarUnit 7 69 -136 -90

Section IR parameters

IRNum 0 ; number of IRs on the robot

; IRUnit <IR Number> <IR Type> <Persistance, cycles> <x position, mm> <y position, mm>

(57)

Parameterfile in ARIA – z.B. p3dx.p

Section Movement control parameters ; if these are 0 the parameters from robot flash will be used, otherwise these values will be used

;SectionFlags for Movement control parameters:

SettableVelMaxes true ; if TransVelMax and RotVelMax can be set

TransVelMax 0 ; maximum desired translational velocity for the robot RotVelMax 0 ; maximum desired rotational velocity for the robot SettableAccsDecs true ; if the accel and decel parameters can be set

TransAccel 0 ; translational acceleration TransDecel 0 ; translational deceleration RotAccel 0 ; rotational acceleration RotAccel 0 ; rotational acceleration RotDecel 0 ; rotational deceleration

HasLatVel false ; if the robot has lateral velocity

LatVelMax 0 ; maximum desired lateral velocity for the robot LatAccel 0 ; lateral acceleration

LatDecel 0 ; lateral deceleration

(58)

Parameterfile in ARIA – z.B. p3dx.p

Section GPS parameters

GPSPX 0 ; x location of gps receiver antenna on robot, mm GPSPY 0 ; y location of gps receiver antenna on robot, mm GPSPY 0 ; y location of gps receiver antenna on robot, mm GPSType standard ; type of gps receiver (trimble, novatel, standard)

GPSPort COM2 ; port the gps is on

GPSBaud 9600 ; gps baud rate (9600, 19200, 38400, etc.)

Section Compass parameters

CompassType robot ; type of compass: robot (typical configuration), or

; serialTCM (computer serial port)

CompassPort ; serial port name, if CompassType is serialTCM CompassPort ; serial port name, if CompassType is serialTCM

(59)

Parameterfile in ARIA – z.B. p3dx.p

Section Laser parameters

LaserType lms2xx ; type of laser

LaserPortType serial ; type of port the laser is on LaserPortType serial ; type of port the laser is on LaserPort COM4 ; port the laser is on

LaserAutoConnect true ; if the laser connector should autoconnect this laser or not LaserFlipped false ; if the laser is upside-down or not

LaserPowerControlled false ; if the power to the laser is controlled by serial LaserMaxRange 0 ; Max range to use for the laser, 0 to use default

LaserCumulativeBufferSize 0 ; Cumulative buffer size to use for the laser, 0 to use default LaserX 21 ; x location of laser, mm

LaserY 0 ; y location of laser, mm LaserY 0 ; y location of laser, mm LaserTh 0 ; rotation of laser, deg

LaserZ 0 ; height of the laser off the ground, mm (0 means unknown) LaserStartingBaudChoice 38400 ; StartingBaud for the sensor (leave blank for default, use this to

have a larger StartingBaud)

LaserAutoBaudChoice ; AutoBaud for the sensor (leave blank for default, use this to have a larger units)

(60)

PioneerRobotModels.world.inc

Der Simulator kann verschiedene Robotermodelle, Laserscanner, Sonarsensoren usw. simulieren

Die Definition der SIMULIERTEN Roboter und Sensoren befindet sich im File Die Definition der SIMULIERTEN Roboter und Sensoren befindet sich im File

MobileSim\PioneerRobotModels.world.inc Beispiel:

Definition eines P3DX für den Simulator im File PioneerRobotModels.world.inc

(61)

Definition eines P3DX für den Simulator in PioneerRobotModels.world.inc

# Model for a p3dx differential-drive robot base with sonar.

define p3dx pioneer (

pioneer_robot_subtype "p3dx„

# Speed profile:

max_speed [1.0 0 1.74]

accel [0.3 0 1.74]

decel [0.3 0 1.74]

# Body shape:

origin [-0.04465 0.0 0.0]

size [0.511 0.4]

polygons 1

polygon[0].points 8

polygon[0].point[0] [-0.12 0.2555] polygon[0].point[1] [0.12 0.2555]

polygon[0].point[2] [0.2 0.12] polygon[0].point[3] [0.2 -0.12]

polygon[0].point[4] [0.12 -0.2555] polygon[0].point[5] [-0.12 -0.2555]

polygon[0].point[6] [-0.2 -0.12] polygon[0].point[7] [-0.2 0.12]

polygon[0].filled 1 ……

)

(62)

Definition eines P3DX für den Simulator in PioneerRobotModels.world.inc

define p3dx pioneer ( …..

# client protocol conversion factors

pioneer_distconv 0.485 pioneer_diffconv 0.0056 pioneer_velconv 1.0

pioneer_velconv 1.0

# Sonar:

pioneerSonar ( scount 8

spose[0] [0.069 0.136 90] spose[1] [0.114 0.119 50]

spose[2] [0.148 0.078 30] spose[3] [0.166 0.027 10]

spose[4] [0.166 -0.027 -10] spose[5] [0.148 -0.078 -30]

spose[6] [0.114 -0.119 -50] spose[7] [0.069 -0.136 -90]

)

sicklms200( pose [0 0 0] ) sicklms200( pose [0 0 0] ) )

define p3dx-noerr p3dx ( odom_error [0 0 0]

)

(63)

Definition eines Sonars für den Simulator in PioneerRobotModels.world.inc

# Sonar array

define pioneerSonar ranger (

sview [0.1 5.0 30] # min (m), max (m), field of view (deg) sview [0.1 5.0 30] # min (m), max (m), field of view (deg) ssize [0.01 0.04]

laser_return 0

blobfinder_return 0 fiducial_return 0

noise 0.0005 # sonar is pretty stable, actually

# If we use projection_type "closest" then you can get slightly

# more complex sonar behavior, which can be tuned with these parameters:

#projection_type "closest"

#projection_res 6 # Test a sensor's field of view at a resolution of 6 degrees

#enable_throwaway 1

#throwaway_thresh 0.4 # Test range delta to consider throwing reading away

#throwaway_prob 0.8 # Probability of throwing a sensor reading away

(64)

Definition eines Lasersscanners für den Simulator in PioneerRobotModels.world.inc

# SICK LMS-200 laser rangefinder configured for 32m range define sicklms200 laser (

range_min 0.0 range_max 32.767 range_min 0.0 range_max 32.767 samples 181 fov 180.0

color "LightBlue„ size [0.155 0.15]

#height 0.195 # Uncomment to enable

laser_beam_height 0.08 # approx, it actually can vary a few cm in real life laser_return 1 ranger_return 1

blobfinder_return 0 fiducial_return 0

noise 0.0075 # Adds uniform random number in [-0.0075, 0.0075] meters noise 0.0075 # Adds uniform random number in [-0.0075, 0.0075] meters reading_angle_error 0.0007 # Adds uniform random number in [-

0.0007,0.0007] radians laser_return_rules 3

….

)

(65)

Definition eines Lasersscanners für den Simulator in PioneerRobotModels.world.inc

# SICK LMS-200 laser rangefinder configured for 32m range define sicklms200 laser (

…..

# Turn reflector values >1 to 1 if more than 30m away

# Turn reflector values >1 to 1 if more than 30m away laser_return_rule[0].model_gt 1

laser_return_rule[0].condition "outside_range"

laser_return_rule[0].range 30 laser_return_rule[0].detect 1

# Turn reflector values >1 to 1 if more than 90deg away laser_return_rule[1].model_gt 1

laser_return_rule[1].condition "outside_angle"

laser_return_rule[1].angle 90 laser_return_rule[1].detect 1 laser_return_rule[1].detect 1

# Turn reflector value 2 into 33 (the actual value the SICK returns to ARIA) laser_return_rule[2].model_eq 2

laser_return_rule[2].detect 33 )

(66)

Arbeit mit ARIA-Demo

1. Starte MobileSim oder Roboter

(in MobileSim kann Karte und Robotertyp gewählt werden)

2. Starte ARIA-Demo 2. Starte ARIA-Demo

(67)

Verbinde ARIA-Demo mit MobileSim auf dem gleichen Computer:

demo.exe

Verbinde ARIA-Demo mit MobileSim auf einem anderen Computer:

demo.exe –remotehost 192.168.1.32

Arbeit mit ARIA-Demo

demo.exe –remotehost 192.168.1.32

Starte ARIA-Demo auf Eee-PC, Verbindung zum Roboter an COM3:

demo.exe –rp com3

(68)

ARIA-Demo Modi

(69)

ARIA-Demo – Teleop mode

(70)

ARIA-Demo – Sonar or Laser mode

(71)

Arbeit mit MobileEyes

1. Starte MobileSim oder Roboter

(in MobileSim kann Karte und Robotertyp gewählt werden)

2. Starte ARNL/arnlServer example server program 2. Starte ARNL/arnlServer example server program (ein ArNetworking-Serverprogramm)

(72)

Arbeit mit MobileEyes

Starte MobileEyes

Verbinde mit IP des arnlServers (localhost bei lokalem arnlServer (localhost bei lokalem arnlServer

auf Simulator)

(73)

Übung

• Inbetriebnahme

• Remoteanmeldung

• Demo –Client starten

• Teleop-Mode

• Sonar-Mode

• Laser-Mode

• Positions-Modus

• Camera-Mode

• Gripper-Mode

• Funk-Test

• Korrektes Abstellen

• Kurz-Protokoll ins Moodle