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Ein mobiler Roboter als Gärtner

Im Wintersemester erlernen Studierende der Bachelorstudiengänge Maschinenbau und Mechatronik die Grundlagen in ROS und können ihr Wissen im Rahmen einer Projektarbeit für das Modul Robotik 2 praktisch angewenden. Die Aufgabenstellung im vergangenen Semester war ein Gärtner-Projekt, bei dem ein mobiler Roboter auf einer unbekannten Grünfläche Funktionen ausführen soll.

Folge Aufgaben sollte der Roboter auf der "Grünfläche" ausführen:

  1. Der Roboter soll in der Lage sein, seine eigene Position und Orientierung auf der Grünfläche zu ermitteln. Zur Hilfestellung darf der Gärtner sogenannte "April Tags" als Positionsmarker aufstellen. Da die Kamera des zur Verfügung gestellten Roboters diese Marker nur auf kurzen Distanzen erkennen kann, sind am Rand der aufgebauten Beispiel Grünfläche zahlreiche Marker als Hilfsmittel aufgestellt worden. Eine Lokalisierung ohne zusätzlich aufgestellte Hilfsmittel erlernen die Studierenden im nächsten Semester im Modul Open Source Technologien in Robotik.
  2. Der Roboter soll über eine Gestensteuerung kontrolliert werden können. Mithilfe von KI-Technologien und deren Einbindung in ROS ist es möglich, durch unterschiedliche Handzeichen Kommandos an den Roboter zu delegieren.
  3. Eine Brücke muss erkannt und überfahren werden. Die Erkennung der Brücke kann entweder über die Farbe der Brücke in einem auffälligen Orangeton oder über einen April Tag erfolgen, der die Position der Brücke markiert.
  4. Der Gärtner kann auf der Grünfläche Zonen einrichten, die vom Gartenroboter bearbeitet werden sollen. Die Zone wird durch eine farbige Linie auf dem Boden markiert. Je nach Farbe soll der Roboter die Zone unterschiedlich bearbeiten. Zunächst fährt der Roboter die Außenkontur einer Zone ab, um die Fläche der Zone vollständig zu erfassen. Danach wird anhand der Farbe entschieden, ob der Roboter die Fläche mäanderförmig (blau) oder in einer Spiral (orange) abfahren soll.

Zur Vorbereitung wurde den Studierenden eine realitätsnahe Simulationsumgebung der Grünfläche mit April Tags, Brücke und Zonen während des Semesters zur Verfügung gestellt, um die Aufgaben vorzubereiten. Zum Abschluss hatten Sie noch einige Wochen Zeit, um die Ergebnisse der Simulation in die Realität zu überführen. Die eindrucksvollen Ergebnisse wurden in Videos festgehalten und alle Teilnehmer*innen haben die Aufgabe mehr als zufriedenstellend gelöst.