Mixed Reality

Mixed-Reality

In der Mixed-Reality (kurz MR) werden Simulation und Realität verknüpft um einerseitz ein reales Robotersystem zur Entwicklung eigener künstlicher Fußball-Intelligenzen zu erhalten und andererseits um Probleme im Betrieb realer Roboter zu minimieren. Dazu wird auf einem Bildschirm ein Fußballfeld mit Toren, Markierungen und einem Ball simuliert. Auf diesem virtuellen Spielfeld werden reale Roboter platziert, welche über farbige Marker an ihrer Oberseite von einer Kamera identifiziert werden. Die reale Position der Roboter wird durch eine Serversoftware in ein virtuelles Spielfeld übertragen. Die Daten dieses Spielfeldes werden angeschlossenen Agentenprogrammen zur Verfügung gestellt. Diese Agentenprogramme steuern autonom einen eigenen Roboter. Eine Kommunikation zwischen den Agentenprogrammen ist nicht erlaubt. Das Agentenprogramm sendet zur Steuerung des Roboters Steuerbefehle an den Server, welcher diese an die Roboter weiterleitet.
System-Schema.png

Besonderheiten

Das besondere an der Mixed-Reality ist die Verknüpfung von Realität und Simulation. So treten zwar reale Probleme wie z.B. Positionsungenauigkeiten, verzögerte Reaktionen der Roboter o.ä. auf, sind aber auf einen überschaubaran Rahmen begrenzt. Dadurch ist die Entwicklung einer guten künstlichen Intelligenz möglich, welche aber (im Gegensatz zu reinen Simulationen) Realweltprobleme der Robotik behandeln kann. Der Einstieg in das Mixed-Reality System ist zudem sehr einfach, da der Programmierer der Agenten nur in sehr geringem Maße mit dem Hardwaresystem in Berührung kommt.

Programmierung

Die Roboter basieren auf einem in C programmierten Mikrocontroller, welcher via Infrarot Steuerbefehele entgegen nimmt.
Die Agentenprogramme, welche Steuerbefehle für die Roboter generieren und mit dem Spielserver kommunizieren, werden meistens in Java geschrieben. Da die Kommunikation aber über ein Netzwerkprotokoll erfolgt ist hier die Programmierung in fast jeder Programmiersprache möglich.

Einstieg

Die eigentliche Programmierung ist sehr einfach un übersichtlich. Ein frei verfügbares Java-Framework übernimmt die komplette Kommunikationsabwicklung mti dem Spielserver. Darüber hinaus werden einfache Basisfunktionen zum Steuern der Roboter und zum Auswerten der Spielfelddaten zur Verfügung gestellt. Diese lassen sich durch eigene Funktionen erweitern und erlauben so auch die Entwicklung komplexerer Systeme.

Wettbewerb

Da die Mixed-Reality nicht mehr auf dem offiziellen RoboCup German Open oder dem Wordcup vertreten ist, finden von Hochschulen selbst organisierte deutsche Meisterschaften in unregelmäßigen Zeiträumen statt.

Weitere Informationen: MR-Open
Regeln: Download Regeln (.pdf)

Hardware & Software

Für das Mixed-Reality-System wird ein Spieltisch benötigt, auf welchem ein Spielfeld projeziert werden kann. Ein Kamerasystem zur Erkennung der Roboter auf dem Spielfeld, sowie ein Infrarot-Transmitter zum Senden der Steuerdaten der Roboter. Auf der Softwareseite wird neben einem Spielserver, welcher alle Komponenten verbindet, auch ein Framework zum Entwickeln eigener Mixed-Reality-Agenten benötigt.
Weitere Informationen: MR-System

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