Beckhoff Applicaties:

EtherCAT voetbalrobots behalen 2e plaats tijdens WK RoboCup 2009


De Technische Universiteit Eindhoven heeft deelgenomen aan het WK RoboCup 2009 in Graz Oostenrijk. Het door Beckhoff gesponsorde team van de Technische Universiteit Eindhoven draagt de naam Tech United en heeft gestreden met de "TURTLE" robots in de meest prestigieuze Middle Size league.

De aansturing van de robots geschiedt middels een compacte Beckhoff IPC en Beckhoff EtherCAT I/O modules. Op de PC draait een Linux besturingssysteem. De EtherCAT master software draait onder Linux en verzorgt de aansturing van de I/O modules en motoren. Via een model in Matlab Simulink wordt de C code voor de EtherCAT Master besturing gegenereerd. De Beckhoff EtherCAT I/O modules zijn via een standaard CAT5 kabel met RJ45 connectoren verbonden met de onboard netwerkpoort van de PC. Elke robot beschikt hiermee over een eigen razendsnelle realtime EtherCAT besturing.



Kijken met diepte: Vision
De robots werken autonoom en er wordt gespeeld met 5 veldspelers en een keeper. De afmetingen van het speelveld bedragen twaalf bij achttien meter. Elke robot heeft twee camerasystemen aan boord. Met één camera kan de robot via een omnivision spiegel de speelbal volgen en vervolgens kan de robot de balpositie via draadloze communicatie naar de andere voetbalrobots communiceren. Op deze wijze hoeft maar één robot de bal te detecteren en vervolgens weten de andere robots ook direct waar de bal is. De positie op het veld wordt tevens bepaald middels de omnivision camera. De goal waar gescoord dient te worden, bepalen de robots middels een elektronisch kompas. De tweede camera is aan de voorzijde van de robot geplaatst en deze camera wordt gebruikt om diepte te kunnen zien. Een mens heeft immers ook twee ogen nodig om diepte te kunnen zien en afstanden goed in te kunnen schatten.

Rijden en dribbelen: Motion
De robots beschikken aan de voorzijde over twee rubberen wieltjes voor het controleren van de bal. Deze wieltjes draaien continu en zorgen ervoor dat de bal naar de robot toegehaald kan worden of op iets grotere afstand van de robot kan komen te liggen. Dit is een continue regelkring die tevens via de EtherCAT veldbus wordt afgehandeld. Tijdens het rijden van de robot blijft de bal rollen. Één van de regels van de robocup is namelijk dat een bal niet afgeklemd mag worden en moet blijven rollen tijdens een dribbel van de robot.

Schieten en scoren
Om te kunnen schieten maken de voetbalrobot's gebruik van een plunjer, die door middel van een solenoid wordt uitgestoten. De robots kunnen de bal met een lob door de lucht schieten over een maximale afstand van ca. 15 meter, of de bal strak over de grond schieten. De PC, de motoren, de EtherCAT I/O modules, de camera's en het schietmechanisme worden gevoed vanuit oplaadbare accu's, die tijdens de rust of aan het einde van de wedstrijd kunnen worden gewisseld.

Het uiteindelijke doel dat de verschillende teams voor ogen hebben is om in 2050 een autonoom werkend humanoid robotteam op de been te brengen, dat de menselijke wereldkampioen zal verslaan.



Tech United, Eindhoven