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Projekt 3.1. LEGO 20. Oktober 2009 Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß, Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski. Inhalt Unsere Aufgaben Einblick in die Analysephasen Einblick in die Entwürfe Einblick in die Realisierung Fazit Demo. Einleitung

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projekt 3 1

Projekt 3.1

LEGO

20. Oktober 2009

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß, Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide2

Inhalt

  • Unsere Aufgaben
  • Einblick in die Analysephasen
  • Einblick in die Entwürfe
  • Einblick in die Realisierung
  • Fazit
  • Demo

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide3

Einleitung

Hauptbestandteile des Projektes 3.1:

Lernziele

  • Mindstorms Turnierroboter bauen und mit „behavioral control“ programmieren
  • Kommunikation zwischen mindestens zwei NXT Einheiten an einem selbstausgedachten Beispiel realisieren

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Realisierung

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide4

Aufgaben

Die Grundlage: Lego Mindstorms NXT

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

RoboCup Turnier

Slot Machine

Vorbereitungsphase

Realisierung

Fazit

Display

Motoren

Sensoren

Software

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide5

Aufgaben

Das RoboCup Turnier

  • Verteidiger
    • autonomes Verhalten
    • einzusetzen sind:
      • Druck-, Licht, Ultraschallsensoren
      • Motoren
      • Display
  • Angreifer
    • Bluetooth gesteuert

über UI

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

RoboCup Turnier

Slot Machine

Vorbereitungsphase

Realisierung

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide6

Aufgaben

Unser einarmiger Bandit

  • drei NXTs kommunizieren über Bluetooth miteinander
  • zusammen erfüllen sie

eine Aufgabe aus dem

realen Leben

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

RoboCup Turnier

Slot Machine

Vorbereitungsphase

Realisierung

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide7

Vorbereitungsphase

Das Lejos API

Wichtigste Klassen sind:

  • Motor-, LCD-, Sensorklassen
  • Behavior
    • Grundgerüst aller Verhalten
    • Startpunkt und Aktion sind zu implementieren
  • Arbitrator
    • handelt als Mediator zwischen unseren programmierten Verhalten
    • startet und stoppt Verhalten
  • BluetoothConnection

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Lejos API

Tyson

Slot Machine

Realisierung

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide8

Vorbereitungsphase

Tyson: Analyse

Einsatz der Sensoren und Motoren:

  • Lichtsensor verhindert Linienübertretung
  • Ultraschallsensor sucht Dosen (fern)
  • Touchsensor erkennt Dosen (nah)
  • Ein Motor für die Kralle
  • Zwei Motoren für die Räder

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Lejos API

Tyson

Analyse

Entwurf

Slot Machine

Realisierung

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide9

Vorbereitungsphase

Tyson: Entwurf

Erste Skizzen

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Lejos API

Tyson

Analyse

Entwurf

Slot Machine

Realisierung

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide10

Vorbereitungsphase

Tyson: Entwurf

Remote Control GUI

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Lejos API

Tyson

Analyse

Entwurf

Slot Machine

Realisierung

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide11

Vorbereitungsphase

Tyson: Entwurf

Verteidigungsverhalten im Zustandsdiagramm (vereinfacht)

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Lejos API

Tyson

Analyse

Entwurf

Slot Machine

Realisierung

Fazit

Linie erkannt

DRIVE FORWARD

DRIVE BACKWARD

Dose berührt

Dose erkannt

ROTATE RIGHT

GRAB

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide12

Vorbereitungsphase

Slot Machine: Analyse

Aufgabenverteilung und Prozesse

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Lejos API

Tyson

Slot Machine

Analyse

Entwurf

Realisierung

Fazit

Protokoll

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide13

Vorbereitungsphase

Slot Machine: Entwurf

Erste Skizzen

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Lejos API

Tyson

Slot Machine

Analyse

Entwurf

Realisierung

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide14

Vorbereitungsphase

Slot Machine: Entwurf

Beispiel: Aktivitätsdiagramm des Money Controllers

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Lejos API

Tyson

Slot Machine

Analyse

Entwurf

Realisierung

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide15

Realisierung

3rd

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Realisierung

Probleme

Qualität

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide16

Realisierung

Problem: Firmware

  • NXTs werden nicht erkannt von Computern

Lösung:

  • „Tyson“ ist Verteidiger und Angriff
  • Projekt 2: Gruppenleiterposten wurden nach funktionierenden NXTs verteilt

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Realisierung

Probleme

Qualität

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide17

Realisierung

Problem: Packages begrenzt

  • Java Methoden begrenzt
    • instanceof erst ab Firmware 0.85 verfügbar
    • Logger nicht verfügbar
  • eigene Packages sind nicht importierbar

Lösung:

  • Implementierung äquivalenter Klassen (z.B. ein eigener Logger)
  • Duplizieren von Code / ganzen Packages

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Realisierung

Probleme

Qualität

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide18

Realisierung

Problem: Packages begrenzt

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Realisierung

Probleme

Qualität

Fazit

Logger

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide19

Realisierung

Problem: Anzahl der NXT Verbindungen ist begrenzt

  • Nur ein NXT kann mehr als eine Bluetooth Verbindung halten

Lösung:

  • Implementierung eines Bluetooth Servers zur Weiterleitung aller Nachrichten

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Realisierung

Probleme

Qualität

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide20

Realisierung

Softwarequalität

  • Lose Kopplung und hohe Kohäsion

=> Responsibility Driven Design

  • Anwendung von Patterns

Abstract Factory, Strategy, Observer, …

  • Dokumentation aller Klassen und Methoden

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Realisierung

Probleme

Qualität

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide21

Realisierung

Kommunikations-Protokolle

Vereinheitlichung der Kommunikation zwischen den NXTs

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Realisierung

Probleme

Qualität

Fazit

Application

Protokoll

Message

Communication Provider

Integer[]

Connection

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

slide22

Fazit

  • Model Driven Design
  • Gute Aufgabenverteilung
  • Vollständige Dokumentation
  • Vollständig realisierte Aufgaben
  • Leicht erweiterbare Applikationen
  • Dozent zufrieden!

Projekt 3.1

Einleitung

Aufgaben

Vorbereitungsphase

Realisierung

Fazit

Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski