Bachelor/Master Arbeiten - Autonomer LEGO Mindstorms Robot

Autonomer LEGO Mindstorms Robot – mögliche Bachelor- und Master-Theses

Schlagwörter: Autonomer Roboter, Bildverarbeitung, Navigation, Sensorfusion, Regelung, Vernetzung

Autonome Roboter sind ein sich stark entwickelnder Zweig der Robotik und Fahrzeugtechnik. Als Beispiele sind Transportsysteme (z.B. in Lagerhallen), Kraftfahrzeuge und Serviceroboter (z.B. Einkaufshilfen) zu nennen. Im Rahmen der Digitalisierung nimmt die Vernetzung der Systeme zu. Der LEGO Mindstorms Roboter ist ein Low Cost Roboter und verfügt über zwei große und einen kleinen Motor, sowie einen Helligkeits-, einen Ultraschall-, ein Infrarotsensor, ein Gyroskop, und zwei Taster, von denen allerdings nur 4 Sensoren gleichzeitig angeschlossen werden können.

Der Roboter wird zur Unterstützung mit einem auf Raspberry PI basierenden Kamerasystem vernetzt, dass entweder auf den Roboter oder über der Testumgebung angebracht ist.

 
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Abb. 1: Schema der Entwicklungsumgebung​​

Die folgende Tabelle beinhaltet mögliche Themenfelder für Abschlussarbeiten an der Mindstorms/Kamera-Umgebung.

Themenfeld Regelungstechnik:   Kurzbeschreibung:
Reglungsentwurf BA/MA Entwurf von event-/zeitdiskreten Reglern z.B Posenregelung
Sicherheit BA/MA Entwurf von Sicherheitsfunktionen z.B. Kollisionsvermeidung
Sensorfusion BA/MA Entwurf von Softsensoren durch Nutzung mehrerer Quellen
Themenfeld Fahrstrategie:   Kurzbeschreibung:
Navigation BA/MA Entwurf von Lokalisierung, Kartierung und Pfadplanung
Cybersicherheit BA/MA Simulation, Erkennung und Abwehr von Cyberangriffen
Themenfeld Bildverarbeitung:   Kurzbeschreibung:
Selbstkalibrierung MA Entwurf einer automatischen Kamerakalibrierung
Objekterkennung BA/MA Erkennung von Hindernissen, Personen und Robotern
Variationen:   Kurzbeschreibung:
Konstruktion BA/MA Veränderte Konstruktion z.B. Allradantrieb
Zusammenarbeit MA Mehrere Systeme lösen die Aufgabe gemeinsam

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Benötigte Vorlesungs-/Software-Kenntnisse: 

BA+MA: Regelungstechnik EiT,
Digitale Regelung, Matlab/Simulink;

MA: Prozessautomatisierung, Mehrgrößenregelung, Modeling and Simulation,

Möglicher Beginn: voraussichtlich ab WS 2020/21

Dr.-Ing. Chris Louen, BB514,
chris.louen@uni-due.de

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