Thursday, May 30, 2013

Week 15 - Session 2

Dato:

28-05-2013

Varighed:

Fælles lab: 7 timer
Blog: 5 timer

Deltagere:

Steffen Høi
Nikolaj Mols Hansen
Martin Vang
Ulrik Sahl Lystbæk

Status

Vi kan aflæse målingsværdier for IR sensoren som er monteret på robotten. Den overordnede konstruktion af robotten er stadig i gang. Adfærdhierarkiet er stadig lidt buggy.

Mål

Målet for denne laboratoriesession er at arbejde videre på konstruktion af robotten, teste IR sensoren samt lave indledende undersøgelser med kompas.

Plan

  • Videreudvikling af robot.
  • Undersøge interaktion mellem IR-sensor og IR-bold og finde bolden på lang afstand (måle vinklerne med vinkelmåler og sætte værdierne ind i en graf for at se forholdet mellem)
  • Få LEGO-robotten til at skyde mod mål (afgøre hvor målet er måske ved brug af kompas)
  • Indlede undersøgelser med kompas.
  • Rette fejl i adfærdhierarkiet.

Proces

Undersøge interaktion mellem IR-sensor og IR-bold

Først testede vi IR sensorens bredde. I bredden ved vi som vist på figuren Infrared Seeker Sensor fra sidste session, at der er 5 områder værdierne kan aflæses for. Vi ved også at der i alt burde være en bredde på 240 grader[1], som vi startede med at teste. Vinklen på de 240 grader stemte fint overens og det næste interessante var om de var ligeligt fordelt over de 5 områder. Det viste de sig at være dvs. at hvert felt fylder ca. 44 grader.
Test af IR Seekers vinkel
På bredden testede vi også overgangen mellem felterne og rigtigt nok som også kan ses i dokumentet vi fandt sidst Thomas Eng [2] er der et sted mellem de forskellige felter hvor begge felter giver udslag på målingerne. Vi har ikke oplevet på noget tidspunkt at bolden har givet udslag på mere end 2 målingfelter for sensoren. Dvs. at værdien for alle felter som ikke ser bolden er 0 og ikke noget med at de svinger mellem lave værdier. Det er meget stabilt og derfor har vi faktisk 9 felter hvor vi kan se bolden. Felterne er som følgende: (5), (5 og 4), (4), (4 og 3), (3), (3 og 2), (2), (2 og 1), (1).

IR Seeker målefelter og overlap
Derefter fortsatte vi til at teste rækkevidden af sensoren. Formålet med at teste rækkevidden var for det første at finde ud af hvor langt væk IR sensoren ville være i stand til at se bolden, fordi hvis det ikke var langt skulle der arbejdes på en adfærd til at komme godt rundt på banen for at lede efter bolden uden at kunne se den. Fremgangsmåden var at måde den givne afstand ud fra robotten, for så at holde bolden fast i denne position og rotere den. Imens blev den maksimale og minimale værdi gemt. Afstandsmålingerne vi foretog kan ses her:

Måleværdier

200 cm 27-40
180 cm 26-50
160 cm 29-58
140 cm 34-60
120 cm 39-69
100 cm 51-80
80 cm 59-97
60 cm 81-120
40 cm 118-142
20 cm 130-145
10 cm 141-145


IR-Seeker måledata over afstand
Vi har på baggrund af måledataene konkluderet at vi desværre ikke med god nok præcision kan bestemme afstanden fra vores robot til bolden. Problemet er at IR Bolden ikke udsender lige stærkt signal i alle retninger, så afhængig af hvordan bolden's indre dioder vender, får vi forskellige værdier ud fra en given afstand.

Kompas Sensor

Dette forsøg med at få kompasset til at fungere var ganske enkelt ubehageligt. Der er to forskellige måder at få en læsning ud af kompasset. Den ene er getDegrees(), der giver antal grader offset fra Nord jf. normalt kompas. Den anden er getDegreesCartesian(), der istedet giver grader der jf. dokumentationen "Compass readings increase clockwise from 0 to 360, but Cartesian coordinate systems increase counter-clockwise." Denne måletype havde dog den fordel at man kan "nulstille Nord" i den retning man har lyst til. Herefter får man grader ift. det nye "Nord".
I første omgang gik fremgangsmåden ud på at forsøge at få robotten til at dreje konsekvent imod Nord. Dette viste sig hurtigt at være utrolig svært. Under testene var robotten nogenlunde konsistent på en given plads på banen, men dens opfattelse af hvor Nord fra getDegrees() variereden med op til 50 grader. Dette var naturligvis uholdbart og utrolig frustrerende.
Vores teorier om hvad der var galt var på dette tidspunkt, at vi lavede fejlberegninger, at kompasset var i stykker eller at vi påvirkede det med trådløst signal fra telefoner. Vi havde allerede konstateret at kompasset var anderledes men stadigvæk ca. 50 grader usikkert forskellige steder på banen, ved at montere det på en lang ledning væk fra selve robotten og motorene (da vi mistænkte disses magnetfelter for at påvirke vores målinger under rotationen).
Opgaven blev overdraget til et par friske øjne med en ny vinkel på sagen og koden blev gemt, men ikke brugt i dette nye forsøg (helt nyt forsøg).

Differentiel Pilot

En normal begrænsning ved at bruge Lejos frameworket er, at man ikke kan benytte de forskellige pilot-klasser sammen med direkte kontrol over motorerne. Vi har fra et tidligere projekt [3] lavet modifikationer så denne begrænsning ikke længere umiddelbart gør sig gældende. Der er dog stadig indstillinger for afstand imellem hjul (19,0 mm) samt hjulenes diameter (6,3 mm), der spiller ind ift. at kunne benytte differentiel piloten til at lave præcise sving og manøvredygtighed. Da vi har gearing på vores markspiller, bliver dette naturligvis nød til at blive indregnet. Dette burde gøres ved at gange gearings-faktoren (2,5:1) med hjulets diameter.
Efter disse indstillinger testes robotten for at se om den kan dreje præcist på stedet. Vejledningen til differentiel pilot anbefaler at man ser om den kan køre en lige linje, men dette er meget svært at vurdere. Ved drejning på stedet 5 * 360 grader, fandt vi at det er nemmere at se om robotten stopper det samme sted, og dette hjalp os med at eliminere drift.
Efter at disse indstillinger er på plads blev robotten testet, og vi fandt at vi skulle bruge en konstant på 1,51 som dividend, for at robotten var præcis i drejninger. Dette kom noget bag på os, da vi forventede at en gearing på 2,5:1 ville give os en 2,5 gange hurtigere omdrejning, hvilket burde passe med den rapporterede 2,5 gange større diameter.
Vi valgte ikke at undersøge nøjere hvorfor dette var tilfældet, indtil vi fandt noget godt at bruge piloten på, hvor det kunne blive relevant.

Konklusion

IR sensoren er meget præcis i bredden og vi forventer at det vil gøre det ret let at navigere pænt i den rigtige retning mod bolden. De 9 felter gør at den kan rammes forholdsvis præcist selvom den nogle gange vil kunne ramme lidt skævt på bolden. Afstanden bolden kan ses på er meget god i forhold til at banen kun er 217 cm. Det betyder faktisk at bolden næsten vil kunne ses over hele banen. Det største problem bliver hvis robotten vender med ryggen mod bolden. Der er dog følgende problem som vi er opmærksomme på, på nuværende tidspunkt. Netop at robotten ikke helt overholder WRO GEN II Football reglerne for kravet om robottens dimensioner.
Vi udskyder igen adfærdhierarkiet til næste session.

Referencer

Posted by at No comments:

Tuesday, May 28, 2013

Week 15 - Session 1

Dato:

28-05-2013

Varighed:

Fælles lab: 7 timer
Blog: 5 timer

Deltagere:

Steffen Høi
Nikolaj Mols Hansen
Martin Vang
Ulrik Sahl Lystbæk

Status

Selvom den er langt fra færdig har vi en prototype, som vi kan begynde at teste med. Adfærdhierarki mangler at blive implementeret.

Mål

Målet for denne laboratoriesession er at bygge videre på robotten, undersøge hvordan IR sensoren kan anvendes til at finde bolden samt at teste det hvis der bliver tid.

Plan

  • Bygge videre på robotten.
  • Undersøge IR sensor og bold.
  • Udvide vores adfærdhierarki.

Proces

Undersøge IR sensor og bold

Før vi begyndte at teste med IR sensoren søgte vi på nettet for, at se om vi kunne finde ud af hvad andre har gjort. Et dokument der gav også noget forståelse af sensoren er Thomas Eng [1]. Vi brugte det mest til at få en generel forståelse af hvordan sensoren virker. F.eks. at man kan aflæse målinger på 5 forskellige steder. De steder kan ses på billedet Infrared Seeker Sensor herunder. På andre sider (særligt dem der sælger LEGO Mindstorms NXT IRSeeker V2 Infrared Sensor se f.eks. Robotshop [2]) har vi også fundet lidt information om sensoren. F.eks. at den kan foretage målinger i en bredde af 240 grader. Herunder forsøger vi at måle efter for at se om vores sensor passer nogenlunde overens med det påståede 240 grader målefelt, inddelt i 5 måleområder. Vores måledata understøttede det sælgerne påstod.

Måling af gradtal for de forskellige måle-områder

Da vi havde fået dannet os et overblik over sensoren, ledte vi efter noget i LEJOS' API, som vi kunne bruge. Vi fandt LEJOS klasserne IRSeeker og IRSeekerV2. Da vi havde version 2 af IR sensoren valgte vi at starte med at prøve klassen IRSeekerV2. Med den klasse var det let at få målinger i de 5 forskellige områder som der er vist på herunder.

Infrared Seeker Sensor måleområder

Vi har også kørt en hurtig test hvor vi laver små korrektioner på at robotten ellers skal køre ligeud. Grunden til at den hopper af sted er, at vi samtidig testede for, hvornår vores adfærd frigav kontrollen, hvilket vi markerede med en lille pause.


Testen var lige så meget for at få en føling for hvordan vi kunne inkorporere IR-Seeker i vores spæde adfærdhierarki.

Konklusion

Først har vi dannet os en forståelse af IR sensoren og dernæst fået hul igennem til at aflæse målingerne med et program. Næste gang skal undersøgelserne fortsættes med at aflæse konkrete målinger for at teste præcision af sensoren i forhold til bolden på afstand både i bredde og længde. Angående viderebygning af robotten har vi ikke noget konkret resultat denne session. Opgaven fortsætter næste session.
Adfærdhierarkiet har nogle bugs vi lige skal glattes lidt ud, hvilket ikke er på plads denne uge. Vi vælger at udskyde denne sammenfletning indtil vi er tættere på at have adfærdstumper der fungere fuldt ud som de skal.

Referencer

Posted by at No comments:

Thursday, May 23, 2013

Week 14 - Session 2

Dato:

23-05-2013

Varighed:

Fælles lab: 5 timer
Blog: 4 timer

Deltagere:

Steffen Høi
Nikolaj Mols Hansen
Martin Vang
Ulrik Sahl Lystbæk

Status

Banen er bygget og vi har påbegyndt konstruktionen af robotten samt eksperimenteret med at få robotten til at skyde mod mål.

Mål

Målet for denne laboratoriesession er at lave forskellige prototyper af LEGO-robotten samt lave nogle tests for at undersøge, hvor godt LEGO-robotterne kan udføre den basale funktionalitet, som at drible med bolden og foretage et skud mod mål.

Plan

  • Udvikling af prototyper af LEGO-robotten.
  • Teste de basale funktionaliteter af LEGO-robotten.

Proces

Udvikling af prototyper af LEGO-robotten

Vi var i "Week 14 - Session 1", allerede gået i gang med at konstruere en robot, med det formål at teste nogle af de basale funktionaliteter i fodboldspillet, som en robot skulle kunne. Den første robot vi konstruerede, blev løbende tilpasset efterhånden, som vi gjorde os nogle erfaringer, og nye behov opstod. Ideen med denne robot, var at vi gerne hurtigt ville i gang med at teste de forskellige idéer og strategier, og fokus var ikke på at robotten nødvendigvis skulle overholde alle reglerne til spillet.
Vi påbegyndte konstruktionen af en ny prototype sideløbende med, at vi lavede eksperimenter med den første prototype.
I forbindelse med konstruktionen af prototype nummer to, blev der lagt vægt på at bruge erfaringerne fra den første prototype til at lave en mere solid og gennemtænkt robot. Fokus denne gang var, at den også skulle overholde reglerne defineret i forrige session. For at opnå en stabil base ledte vi efter forskellige robotkonstruktioner, som kunne overholde regelkravet med en diameter på 22 cm. Vi var også bevidste om, at vi ønskede at genbruge ideen med fangarmene og driblefunktionen, som vi var kommet frem til efter arbejdet med den første prototype.

Fangarme med støttestave

For at få plads til fangarme inden for de 22 cm., var vi ret bevidste omkring at NXTen ikke måtte ligge vandret, da det ville give en for stor overflade sammen med fangarmene. Vi fandt frem til TrikeBase, hvilket er basen for en motorcykel, hvor NXTen ligger på skrå. Motorcyklen virkede meget robust i sin opbygning, og der var desuden en byggevejledning [1].

TrikeBase Robot

Resten af denne session gik med at opbygge TrikeBasen.

Test af basale funktionaliteter af prototype 2

Fra start af konstruktionen af prototype 2, begyndte vi at teste isolerede dele af robotten. Vi testede f.eks. om den drejede som den skulle, om den kunne køre hurtigt nok og især om driblehjulet kunne holde tilstrækkeligt på bolden, til at robotten var i stand til at dreje og kunne bakke uden at miste bolden. Nedenstående video viser, hvordan denne prototype kører ligeud for en af de allerførste gange:


Vi testede desuden driblemekanismen, da vi forventede, at den var svær at få til at virke. Desuden ville det kræve en større ombygning af hele robotten, at lave om på driblemekanismen. Det er ikke nødvendigvis sådan, men da vi ikke med sikkerhed kunne vurdere, hvor der ville opstå problemer, måtte vi prøve at lave en vurdering.
På videoen herunder ses, hvor vi testede på en tidlig prototype, om den var i stand til at holde på bolden når den drejede:


Arbejdet med første prototype

Vi har i dag arbejdet med at få samlet vores resultater fra forrige session i noget der virker jf. vores ønske om at benytte et adfærdshierarki. Samtidig har vi testet om vores småstumper af adfærd vil være i stand til at fungere sammen, og det viste sig at der skal et par ændringer til, før vi er klar med en fodboldspiller.

Konklusion

Konstruktionen af robotten går ok, men vi kan se nu at det bliver en udfordring at overholde regelsættets dimensioner for robotten. Da vi hele tiden afprøvede robotten, særligt driblemekanismen, under udvikling af robotten fandt vi hurtigt ud af når vi havde lavet en konstruktion som ikke virkede som den skulle. Det tog selvfølgelig tid at teste prototypen meget, men i forhold til den tid det tager at bygge den om når der er noget galt mener vi at det ofte vil kunne betale sig at sætte tid af til at teste tidligt for at opdage fejlene, så hurtigt som muligt.
Vores første prototype er ved at udforme sig, men koden mangler at blive samlet i en helhed med en prioritering af adfærd. Den grundlæggende struktur for, hvordan vi vil implementere vores adfærd er på plads, taget fra uge 11[2]. Vi har den dog ikke implementeret i koden endnu.

Referencer

Posted by at No comments:

Tuesday, May 21, 2013

Week 14 - Session 1

Dato:

21-05-2013

Varighed:

Fælles lab: 8 timer
Blog: 5 timer

Deltagere:

Steffen Høi
Nikolaj Mols Hansen
Martin Vang
Ulrik Sahl Lystbæk

Status

Vi har indkøbt materiale til konstruktion af banen, og vi har en idé om, hvordan vi skal konstruere LEGO-robotten.

Mål

Målet for denne laboratoriesession er at bygge fodboldboldbanen ud fra det indkøbte materiale samt starte konstruktionen af LEGO-robotten.

Plan

  • Konstruktion af banen med det indkøbte materiale
  • Begynde på konstruktionen af robotten

Proces

Konstruktion af banen med det indkøbte materiale

Ud fra de overvejelser, vi gjorde i sidste uge, har vi indkøbt filt, tape, hobbyknive og andre redskaber, der skal bruges til at lave underlaget på banen. Filt har vi indkøbt i fire forskellige farver (grøn, lysegrøn, hvid og sort). Vi har først forsøgt at bruge dobbeltklæbende tape til at fastgøre filten, men det viste sig hurtigt at være svært at kontrollere. De steder, hvor tapen ikke var monteret, kunne filtet skride, og vi var derfor bange for, at når filtet gav sig i forhold til den hårde overflade, så ville robotterne kunne rykke filtet i stykker, hvis den kom til at sidde fast på et af de løse områder, og hjulene spandt rundt. Vi blev derfor enige om at filten skulle ligge mere jævnt, hvilket ledte til ideen om at bruge tapetklister. Vi brugte først sandpapir på den glatte overflade på pladen, så der kom nogle ujævnheder, som tapetklistret kunne fange, hvorefter vi monterede filtet med tapetklister til overfladen. Selve processen var forholdsvis nem, da tapetklistret ikke størknede med det samme, hvilket gav os spillerum til at få det hele til at passe godt sammen. Et billede af det færdige resultat kan ses nedenunder.

Nyklistret bane
Senere på dagen testede vi filtoverfladerne, og enkelte steder var der nogle kanter, der ikke sad ordentlig fast. Dette lappede vi med tapetklister, i trit med at vi fandt fejl, indtil filtet var helt fastgjort til bordet.

Konstruktion af Robot 1 - prototypen

I forbindelse med konstruktionen af vores robot, var det klart fra starten at vores ønske om at benytte tre motorer blev udfordret ift. størrelseskravet til robotten. 22 cm diameter lyder af meget, men med tre motorer og en stor NXT-boks, samt et ønske om stabilitet, blev det besværligt at lave en robot, der var nem at skille ad i forbindelse med at videreudvikle prototypen.
Vores første udfordring var at få en drible-mekanisme på plads. Tanken var at benytte en motor til udelukkende at skabe back-spin i bolden foran vores robot. Kombineret med en "klo", der kan holde bolden på plads, jf. reglerne om i hvor høj en grad robotten må kontrollere bolden, burde dette være en særdeles effektiv løsning. Back-spin har vist sig at være lige så godt som forventet, men konstruktionen af robotten så "drible-hjulet" ikke går for langt ind over bolden er besværlig, dog ikke umulig. Her har vi besluttet vi at tillade, at reglerne ikke skal overholdes 100 procent for denne prototype, da den blot skal bruges til at vise "proof-of-concept" for alle vores ideer. Vores forsøg med at lave fangarme, der kan skyde bolden ved at skubbe den en smule ud (reverse drible-hjul), for så at slå til den med fangarmene, virker konsistent. Styrken på skuddet er høj og præcisionen sikres, da vi blot skyder vha. en sekventiel udførsel af drejninger. Vores eksperiment kan ses nedenunder:



Skyde på mål

Da vi valgte at have en driblemekanisme til at holde fast på bolden, kunne vi ikke skyde ved at køre direkte ind i bolden. Vi forsøgte i stedet to andre metoder. Den første var at slynge bolden af sted ved at dreje robotten rundt og øge farten langsomt, uden at driblemekanismen mistede kontrollen af bolden. Da robotten var ved at være oppe på den maksimale hastighed, hvor den stadig kunne dreje rundt om sig selv, uden at driblemekanismen mistede taget på bolden, satte vi farten helt op, samtidig med at driblemekanismen blev sat til at skubbe bolden fra sig. Det resulterede i at bolden blev slynget af sted, pga. centrifugalkraften, hvilket kan ses på videoen nedenunder:


Den anden metode, vi prøvede, var at skubbe bolden væk med driblemekanismen, og herefter give den et slag med robottens ene fangearm. For at skyde bolden i den retning, som robotten vendte mod, da skuddet blev påbegyndt, lavede vi nedenstående skudsekvens:
  1. Drej kontrolleret ca. 90 grader til venstre.
  2. Stop og skub bolden ud med driblemekanismen.
  3. Drej med fuld styrke mod højre.
Denne type skud kan ses på videoen herunder:



Den endelige udgave af skud adfærden kan ses her ShootBehavior.java [1].

Konklusion

Denne laboratoriesession har resulteret i, at vi har fået banen konstrueret færdig, så vi nu kan eksperimentere med de forskellige elementer af fodboldspillet. Filten sidder dog ikke lige godt fast alle steder, så den skal have en ekstra gang tapetklister enkelte steder i forbindelse med næste session.
På baggrund af vores beslutning om at bruge robot1 som proof-of-concept robot, planlægger vi efter at der skal bygges en ny robot sideløbende. Indtil videre har vi alle 3 motorer i brug; to til at styre hver sin motor samt en til at styre driblemekanismen. Det tager ca. 1-2 sekunder at udføre skudsekvensen, og det er når robotten står i den retning, som den skal skyde imod. Hvis vi lægger tiden, det tager for robotten at finde retningen, den skal skyde, vil det sandsynligvis tage for lang tid for den at få afsluttet før en anden robot er kørt ind i den. Vi har endnu ikke en god løsning på dette problem.

Referencer

Posted by at No comments:

Thursday, May 16, 2013

Week 13

Dato:

16-05-2013

Varighed:

Fælles lab: 7 timer
Blog: 12 timer

Deltagere:

Steffen Høi
Nikolaj Mols Hansen
Martin Vang
Ulrik Sahl Lystbæk

Status

Vi har valgt projektet at lave en udgave af WRO GEN II Football[1], hvor vi afprøver og analyserer reglerne.

Mål

Målet for denne laboratoriesession er at gennemgå de officielle regler for WRO GEN II Football og se videoer igennem af kampe fra turneringerne for at se, hvad man kan udlede af kampene med henblik på at forbedre spillet. Ud fra dette skal en udarbejdelse af de regler, vi ønsker at implementere i vores udgave af spillet være påbegyndt. Det er desuden også et mål at planlægge opbygningen af banen, efter vi har defineret krav og regler til spillet, samt indlede overvejelser omkring konstruktionen af LEGO-robotten.

Plan

  • Analyse af WRO GEN II Football spil.
  • Finde anden gruppe ift. regler.
  • Diskutere konstruktion af LEGO-robot.
  • Opsætning af SVN.

Introduktion

WRO (World Robot Olympics)  er en international konkurrence for unge mennesker. I konkurrencen anvendes LEGO Mindstorms af holdene som konkurrerer. Der er tre forskellige kategorier "Regular", "Open" og "Football". 
I dette projekt afprøves spillet og reglerne fra WRO GEN II Football med det formål at vurdere om regelsættet med fordel kan ændres eller, om vi kan få skabt et succesfuldt fodboldspil med LEGO-robotter ved at følge de regler og krav WRO, sætter til spillet. Vores definition af et succesfuldt spil vil vi give efter, at vi har analyseret kampene fra WRO turneringerne, samt gennemgået reglerne for spillet.

Proces


Analyse af WRO GEN II Football spillet

Efter at have gennemgået de officielle regler fra WRO GEN II Football, har vi udvalgt de regler, som vi vil implementere i vores udgave af fodboldspillet samt de regler fra WRO GEN II Football, som vi vil lave eksperimenter ud fra. Begrundelsen for dette er, at de officielle regler virker meget omstændige. Efter at have set nogle videoer på Youtube[2] af kampene fra WRO turneringerne, har vi lagt mærke til, at der er utrolig mange afbrydelser i løbet af en kamp, hvilket for det meste skyldes, at bolden triller uden for banen, men også situationer hvor robotterne låser hinanden. Disse afbrydelser, der kræver menneskelig indblanding, kunne vi godt tænke os at minimere.

En anden gruppe arbejder også med fodboldspillet, og for at kunne spille på lige vilkår mod hinanden i slutningen af projektperioden, har vi aftalt at følge de samme regler mht. dimensionerne for konstruktionen af LEGO-robotten. Desuden blev vi også enige om udgangspunktet for banen. Vi har fundet ud af, at det på nuværende tidspunkt ikke given megen mening, at lave et fast og endeligt regelsæt, da det vil sætte en del begrænsninger for kreativiteten og evt. forbedringer af spillet. Desuden går dette projekt også ud på, via eksperimenter med LEGO NXT, at give et bud på hvilke muligheder, der er for at skabe det bedst mulige LEGO NXT fodboldspil.
De regler, som vi har valgt at følge, er beskrevet i nedenstående afsnit:
Materialer
De controllere, motorer og sensorer, der bruges til at samle robotterne skal være fra LEGO® MINDSTORMS sæt og HiTechnic (HiTechnic NXT IRSeeker V2 sensor og HiTechnic NXT Compass sensor).
Bane
Vi har fået stillet en plade fra et tidligere projekt til rådighed. Pladen har målene 115 cm x 217 cm og er udstyret med sidestykker, hvilket vi har tænkt os at udnytte som bander. Intentionen med dette er at forhindre de afbrydelser, der ødelægger flowet i spillet, hver gang bolden ryger ud. I følge beskrivelsen givet fra WRO, har vi fundet ud af, at det officielle underlag til banen, lavet af vinyl, kan tilkøbes[4]. Da vores fysiske rammer, som førnævnt er anderledes, har vi dog valgt, at vi vil lave vores eget underlag, hvilket også giver os mulighed for at eksperimentere med et alternativt underlag. Vi har bestemt at de farver, der skal være på banen, er grøn på de to sider (lysegrøn og mørkegrøn), sort i de to målfelter samt hvid på midtstykket af banen. Vi har overvejet enten at male disse farver på eller at lægge filt i de dertilhørende farver på som underlag. En skitse af banen kan ses nedenfor:

Illustration af vores bane

Ideen med de forskellige farver i siderne er, at man ved hjælp af en farvesensor kan afgøre, hvilken side man befinder sig i og kan bevæge sig imod midten i stedet for at køre ind i banden. Vi har også overvejet forskellige typer mål. Vi overvejer enten at male målene på endebanden eller at bygge en konstruktion i træ med to sidestolper og en overlægger, der kan placeres i hver sin ende af banen. Det er vigtigt at målene bliver meget brede, for at det ikke skal være umuligt at score. En konstruktion i LEGO virker ustabilt og overlæggeren komme til at hænge. Vi vil til næste gang få indkøbt filt, tape og andre materialer nødvendige for at konstruere banen. Selve konstruktionen vil vi påbegynde næste session.
Robot
Når det kommer til dimensionerne af robotterne, har vi besluttet stortset at følge kravene fra det officielle regelsæt. Dette indebærer, at en robot, der deltager i vores udgave af fodboldspillet, skal kunne være inden for en diameter af 22 cm, samt at højden af robotten er begrænset til 22 cm. Når en robot måles, skal den være i opretstående position og alle påmonterede dele skal være fuldt udfoldede. Desuden sigter vi efter, at vægten på robotten ikke må overskride 1 kg. Om vi rent faktisk kan holde os inden for disse dimensioner er noget, der vil vise sig, når vi påbegynder selve konstruktionen af robotten.
Selve styringen af robotten skal foregå autonomt, hvilket indebærer, at robotten skal startes manuelt, samt at det ikke er tilladt at fjernstyre robotten. Kommunikation mellem robotter på samme hold via Bluetooth er dog tilladt, sålænge at det ikke forstyrrer modstanderens robotter i en sådan grad, at det går ud over robotternes performance. Dette finder vi umiddelbart særlig interessant, da det gør det muligt for to robotter at spille sammen.
Robotterne må udelukkende bestå af det udstyr, der er nævnt under afsnittet materialer samt almindelige LEGO-klodser, som ikke må modificeres. Dette udelukker brugen af lim, tape samt skruer. Dog er tape tilladt i forhold til at holde styr på ledningerne, der bruges, i forbindelse med de førnævnte sensorer.
Når det kommer til de programmer, der må uploades på robotten, skal disse være programmeret i LeJOS, LEGO Robolab eller LEGO Mindstorms NXT-G. Omni-orienteret hjul er ikke tilladt, da det ville give den robot, der agerer som målmand, en alt for stor fordel, og dermed gøre det meget svær for modstanderen at score. Hvis man bruger en målmand, skal den derfor kunne bevæge sig i alle retninger. En målmand må godt godt bevæge sig ud af straffesparksfeltet, når den ser bolden i forbindelse for at opsnappe den.
Det er tilladt for en robot at "erobre" bolden, men den må ikke "holde" på bolden. Som det er defineret i de officielle regler fra WRO Soccer GEN II,  erobrer en robot bolden ved maksimalt at have kontrol over 3 cm af bolden, i.e. en robot må ikke have halvdelen af boldens diameter under sig. Det er et krav at bolden skal bevæge sig, når en robot er i besiddelse af den. En robot holder på bolden ved at tage fuld kontrol af over bolden, så den fjerner alle boldens grader af frihed, hvilket gør det umulig for andre andre robotter at få fat i bolden. Dog må man gerne bruge en driblemekanisme, der kan gøre det muligt at give bolden backspin, og hvor robotten slipper bolden i forbindelse med, at den skyder mod mål. Denne driblemekanisme, er vi særligt interesseret i at eksperimentere med for at se, hvor godt den kan bruges, både i forbindelse med at erobre bolden, samt at skyde mod mål. Vi forestiller os, at det bliver en udfordring, i forhold til disse regler, helt præcist at definere, hvornår en robot, bryder reglerne ved at holde på bolden.
Game Play
Vi forestiller os, at robotterne måles og vejes inden en kamp, og at de to hold, bliver enige om at alle robotter overholder de fysiske krav, der er til robotten. Der gives desuden tid til, at holdende kan kalibrere deres robotter, således de er tilpasset til at operere under de givne forhold. En kamp varer to halvlege, men vi har på nuværende tidspunkt ikke lagt os fast på, hvor lang tid en halvleg skal vare, da vi først vil se, hvordan en typisk kamp forløber sig på den bane, vi har lagt os fast på for at afgøre, hvor lang tid det giver mening at spille. Der byttes banehalvdel efter hver halvleg, og spillet bliver sat i gang, ved at hvert hold tænder deres robotter, samt at en uvildig person tænder for bolden og lægger denne ind på banen. Deadlocks, i.e. når en robot er låst i en position, den ikke kan komme ud af, efter at have prøvet på dette i omkring 5-10 sekunder, løses ved menneskelig indblanding, hvor hvert hold kun må løfte på deres egne robotter. Hvert scoret mål skal registreres og tælles op, når kampen er slut, hvor det hold med flest antal mål har vundet kampen.
Succesfuldt spil
Efter de forudgående undersøgelser, vil vi definere et succesfuldt spil ud fra nedenstående 4 principper:
  1. Kontinuerligt spil: Spillet skal køre flydende, og der skal være så få afbrydelser som muligt. Dvs. et spil hvor der så sjældent som muligt, skal menneskelig interaktion til for at løse konflikter. Dette krav er dog ikke nok til et kontinuerligt spil. Robotterne skal ikke kun selv løse konflikten, men den skal også kunne gøre det indenfor en overskuelig tid. En overskuelig tid bør ses i sammenhæng med at en kamp typisk vil vare 10-20 min. og derfor vil 10-20 sekunders deadlock være i nærheden af et loft, for hvad vi ønsker.
  2. Intelligent spil: For at øge deltagernes tid til at skabe robotter, der opfører sig intelligent, skal tidsforbruget på at fortolke sensormålinger minimeres. Dvs. at miljøet skal være så behjælpeligt, som muligt for robotterne, i forhold til at navigere rundt på banen, finde hinanden og finde målene, så muligheden for at udvikle en intelligent robot er til stede.
  3. Simpelt spil: Det skal være hurtigt og overskueligt at læse og forstå reglerne.
  4. Sjovt spil: Det skal være underholdende både for de konkurrerende hold samt tilskuere at se på spillet.
Tilsammen vil vi henvise til disse principper forkortet som KISS, eller blot ved at henvise til et succesfuldt spil.

Diskutere konstruktion af LEGO-robot

Vi har diskuteret hvilke fysiske krav, der skal stilles til robotten. Udover at regelsættet stiller en række krav, som vores robot skal overholde, har vi besluttet at forsøge at bygge en robot, der ligesom en levende fodboldspiller, kan bevare boldkontrol imens den "løber" hen over banen. Udfordringen bliver her at skabe en driblemekanisme, der ikke fikserer bolden (jf. regelsættet), men stadig sikrer, at vi ved, hvor bolden er i forhold til robotten.
Tanken bagved vores ønske om boldkontrol, er at det vil være meget svært at udføre avancerede strategier, hvis vi ikke er 100 procent sikre på, hvor bolden er. Dette bliver en stor udfordring, da vi gerne vil være i stand til at stoppe op uden at bolden triller fra os.
En anden overvejelse er, hvor vigtigt det er at kunne skyde hårdt med robotten. Vores umiddelbare plan er at negligere dette aspekt en smule. Vi vil forsøge at bygge en robot, der i stedet for at skyde en hård bold, kan skyde en præcis bold, og uddrible modstanderen. Tanken her er, at uanset hvor hårdt vi får skudt, så vil målmanden stadig stå i vejen, hvis vi ikke har udmanøvreret ham, hvilket gør styrke irrelevant.
Det sidste punkt er derfor hastighed. Vi vil have en hurtig sprinter, da hastighed i virkelig fodbold er en af de primære faktorer for hvilket hold, der vinder. Dette betyder en gearing, der er stor nok til at tillade sprint, men samtidig er præcis nok til, at vi kan udføre vores strategier.

Konklusion

Vi har analyseret WRO GEN II Football spillet og derudaf udledt, hvilket materiale, vi skal bruge til at konstruere banen samt gjort os nogle indledende overvejelser omkring de eksperimenter, vi vil udføre. Ud fra dette ved vi, hvad der skal købes ind, så vi kan have det klart til næste lab-session. Dette har vi fremlagt for den anden gruppe, der også arbejder med fodboldspillet.
Endvidere har vi haft en indledende diskussion af konstruktionen af robotten, så vi kan påbegynde denne næste gang. Planen er dog, at diskussionen fortsætter sideløbende med konstruktionen af robotten de kommende sessioner.
Til udviklingen af software til robotten, har vi sat et SVN projekt op, så vi nemt kan dele koden.

Referencer


Posted by at No comments:
Subscribe to: Posts (Atom)