Projekt 3.1

LEGO

20. Oktober 2009Matthias 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 20. Oktober 2009 Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,

Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski 2

EinleitungHauptbestandteile des Projektes 3.1:Lernziele

• Mindstorms Turnierroboter bauen und mit „behavioral control“ programmieren

• Kommunikation zwischen mindestens zwei NXT Einheiten an einem selbstausgedachten Beispiel realisieren

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphaseRealisierungFazit

20. Oktober 2009 3Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

AufgabenDie Grundlage: Lego Mindstorms NXT

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EinleitungAufgaben• RoboCup Turnier• Slot MachineVorbereitungsphaseRealisierungFazit

20. Oktober 2009 4Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

Motoren

Sensoren Software

Display

AufgabenDas RoboCup Turnier• Verteidiger

– autonomes Verhalten– einzusetzen sind:

• Druck-, Licht, Ultraschallsensoren• Motoren• Display

• Angreifer– Bluetooth gesteuert

über UI

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EinleitungAufgaben• RoboCup Turnier• Slot MachineVorbereitungsphaseRealisierungFazit

20. Oktober 2009 5Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

AufgabenUnser einarmiger Bandit• drei NXTs kommunizieren über Bluetooth

miteinander

• zusammen erfüllen sieeine Aufgabe aus dem realen Leben

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EinleitungAufgaben• RoboCup Turnier• Slot MachineVorbereitungsphaseRealisierungFazit

20. Oktober 2009 6Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

VorbereitungsphaseDas Lejos APIWichtigste 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

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphase• Lejos API• Tyson• Slot MachineRealisierungFazit

20. Oktober 2009 7Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

VorbereitungsphaseTyson: AnalyseEinsatz 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

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphase• Lejos API• Tyson

• Analyse• Entwurf

• Slot MachineRealisierungFazit

20. Oktober 2009 8Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphase• Lejos API• Tyson

• Analyse• Entwurf

• Slot MachineRealisierungFazit

20. Oktober 2009 9Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

VorbereitungsphaseTyson: EntwurfErste Skizzen

VorbereitungsphaseTyson: EntwurfRemote Control GUI

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphase• Lejos API• Tyson

• Analyse• Entwurf

• Slot MachineRealisierungFazit

20. Oktober 2009 10Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

VorbereitungsphaseTyson: EntwurfVerteidigungsverhalten im

Zustandsdiagramm (vereinfacht)

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphase• Lejos API• Tyson

• Analyse• Entwurf

• Slot MachineRealisierungFazit

20. Oktober 2009 11Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

DRIVE FORWARD DRIVE BACKWARD

ROTATE RIGHT GRAB

Linie erkannt

Dose berührtDose erkannt

VorbereitungsphaseSlot Machine: AnalyseAufgabenverteilung und Prozesse

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphase• Lejos API• Tyson• Slot Machine

• Analyse• Entwurf

RealisierungFazit

20. Oktober 2009 Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski 12

Protokoll

VorbereitungsphaseSlot Machine: EntwurfErste Skizzen

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphase• Lejos API• Tyson• Slot Machine

• Analyse• Entwurf

RealisierungFazit

20. Oktober 2009 13Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

VorbereitungsphaseSlot Machine: EntwurfBeispiel: Aktivitätsdiagramm des Money

Controllers

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphase• Lejos API• Tyson• Slot Machine

• Analyse• Entwurf

RealisierungFazit

20. Oktober 2009 14Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

Realisie

rung

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphaseRealisierung• Probleme• QualitätFazit

20. Oktober 2009 15Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

3rd

RealisierungProblem: Firmware• NXTs werden nicht erkannt von

Computern

Lösung:• „Tyson“ ist Verteidiger und Angriff• Projekt 2: Gruppenleiterposten wurden

nach funktionierenden NXTs verteilt

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphaseRealisierung• Probleme• QualitätFazit

20. Oktober 2009 16Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

RealisierungProblem: 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

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphaseRealisierung• Probleme• QualitätFazit

20. Oktober 2009 17Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

RealisierungProblem: Packages begrenzt

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphaseRealisierung• Probleme• QualitätFazit

20. Oktober 2009 18Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

Logger

RealisierungProblem: 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

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphaseRealisierung• Probleme• QualitätFazit

20. Oktober 2009 19Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

RealisierungSoftwarequalität• Lose Kopplung und hohe Kohäsion

=> Responsibility Driven Design

• Anwendung von PatternsAbstract Factory, Strategy, Observer, …

• Dokumentation aller Klassen und Methoden

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphaseRealisierung• Probleme• QualitätFazit

20. Oktober 2009 20Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

RealisierungKommunikations-ProtokolleVereinheitlichung der Kommunikation zwischen den NXTs

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphaseRealisierung• Probleme• Qualität Fazit

20. Oktober 2009 21Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

Communication Provider

Application

Message

Connection

Integer[]

Protokoll

FazitModel Driven DesignGute Aufgabenverteilung

Vollständige DokumentationVollständig realisierte Aufgaben Leicht erweiterbare Applikationen

Dozent zufrieden!

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EinleitungAufgabenVorbereitungsphaseRealisierungFazit

20. Oktober 2009 22Matthias Geritz, Luka Hale, Dennis Prieß,Konstantin Schlöttke, Thomas Weller, Max Zuchowski

25. Juni 2009 Matthias Geritz, Luka Hale, Parko Janssen, Konstantin Schlöttke, Max Zuchowski 23