Archiv der Kategorie: Forschung

Intelligent, autonom, kommunikativ: Droiden der Telematik

Projektleiter: Prof. Stefan Brunthaler, Prof. Ralf Vandenhouten

An der TFH Wildau wurden mit Telematik ausgestattete Roboter entwickelt und erfolgreich getestet. Im Rahmen der Lehrveranstaltung “Telematikprojekt” unter der Leitung von Prof. Dr. Stefan Brunthaler und Prof. Dr. Ralf Vandenhouten erhielten Studenten im Masterstudiengang Telematik die Aufgabe, einen autonomen Roboter als bodengestütztes Überwachungssystem zu entwerfen und zu realisieren.

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Das System sollte für unterschiedliche Einsatzszenarien geeignet sein:

  • Überwachung von Hallen, Fluren und Tunneln
  • Aufklärung bei Bedrohungsszenarien (Bombendrohungen, Geiselnahmen)
  • Überprüfung von Service-Positionen, z.B. auf Zugangsfreiheit oder Umweltparameter
  • Mobile Videokamera für ungewöhnliche Filmaufnahmen

Das System sollte handlich sein und kostengünstig produziert werden können.  Es sollte sich eigenständig entlang eines im Voraus programmierbaren Kurses im Inneren von Bauwerken bewegen können und dabei bewegte Bilder und Messdaten aufzeichnen und in Echtzeit zu einer (ebenfalls zu entwickelnden) Leitwarte übertragen können.

leitwarterobison

Zur räumlichen Orientierung sollten optische Baken definiert werden, die der Roboter mit Hilfe digitaler Bildverarbeitung erkennen und anfahren sollte. Jede Bake sollte sich außerdem mit einem RFID-Codeträger identifizieren, der vom Roboter ausgelesen und zur Routenkontrolle an die Leitwarte gesendet werden sollte. Die Einsatzplanung (Festlegen der gesamten abzufahrenden Baken-Route) sollte von der Leitwarte aus möglich sein und drahtlos zum Roboter übertragen werden. Position und Bewegung des Roboters im Einsatzgebäude sollten in der Leitwarte mit einem 3D-Modell visualisiert werden.

Zwei Gruppen des Jahrgangs TM/07 im Masterstudiengang Telematik haben diese Aufgabe im Wintersemester 2008/2009 mit unterschiedlichen Ansätzen erfolgreich gelöst. Die entsprechenden Projektseiten finden Sie hier:

Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt auf mit Prof. Dr. Ralf Vandenhouten.

Räuber-Beute-Simulation als Internetspiel

Projektleiter: Prof. Dr. Ralf Vandenhouten

In der Lehrveranstaltung Softwareprojekt entwickelten die Studenten im vierten Semester des Bachelor-Studiengangs Telematik ihre erste komplexe Softwarelösung. In diesem Projekt ging es um die Realisierung einer Räuber-Beute-Simulation (Hai und kleinere Fische) als verteiltes Internet-Spiel. Neben dem praktischen Einüben der zuvor erlernten Techniken in Programmierung und Software-Engineering ging es in der Gruppenarbeit insbesondere auch um das Trainieren von Teamfähigkeit, Management, Planung, Kommunikation und das Aushandeln von Schnittstellen.

vandenfisch

Die Software wurde von den Studenten als Client-Server-Architektur entworfen. Die Benutzeroberfläche musste so gestaltet werden, dass zum einen der Spielstand verfolgt werden kann (Fischbestände, Verteilung und Bewegung der Fische, Punktestand der einzelnen Spieler, Statistik der Populationen etc.) und zum anderen eigene Aktionen durchgeführt werden können (Auswahl von Arealen und Fischarten, Aussetzen von Fischen  etc.). Die “Fischwelt” sollte topologisch als Torus realisiert und entsprechend graphisch animiert werden. Alle Vorgänge, die sich aus den Spielregeln zwingend ergeben (z.B. Bewegung der Fische, Fressen anderer Fische, Fortpflanzung, Verhungern, Zählen von Spielerpunkten etc.) werden von der Software automatisch abgearbeitet und auf der Benutzeroberfläche entsprechend dargestellt.

Eine beispielhafte Lösung ist auf der entsprechenden Projektseite der Gruppe von Sven Bathke, Erik Bernoth, Tobias Bressler, Dennis Dornbusch, Johannes Koslowsky, Timo Schmidt, David Suske und Frank Ziarno zu finden.

 

Telematik-Quadrokopter auf Video

Das Quadrokopter-Projekt des Studiengangs Telematik ist bereits bei verschiedenen Veranstaltungen auf große Resonanz gestoßen. Erfolgreiche Flugvorführungen gab es zum Beispiel beim Tag der offenen Tür  2008 der TFH Wildau und beim Eröffnungsempfang des Ministerpräsidenten zur internationalen Luftfahrtausstellung ILA 2008.

Für Interessenten, die nicht dabei sein konnten, gibt es jetzt ein Video:

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Kleines Format (Dateigröße ca. 6 MB)

Großes Format (Dateigröße ca. 20 MB)

Weitere Informationen zum Projekt finden Sie hier.

GeoWebLink – die Ort-Suchmaschine

Sicherlich haben Sie sich schon darüber geärgert, dass Webseiten nur über ihre Namen und nicht über ihre geographische Position zu finden sind.

Eine Lösungsmöglichkeit besteht darin, dass man sich bei einer Suchmaschine mit seinen geografischen Koordinaten anmeldet. Der Suchende kann dann allerdings nur über diese Suchmaschine zu den georeferenzierten Webseiten gelangen, was relativ unflexibel ist und eine Abhängigkeit von der Suchmaschine und ihrem Verhalten mit sich bringt.

An der TFH Wildau wird daher an einem Verfahren gearbeitet, das ohne eine spezielle Suchmaschine auskommt.

Thomas Rösch, Student im Master-Studiengang Telematik, untersucht und implementiert im Rahmen seiner Masterarbeit ein entsprechendes Verfahren und den zugehörigen Algorithmus aus dem Bereich der Graphentheorie. Die Arbeit wird von Prof. Dr. Anselm Fabig und Prof. Dr. Ralf Vandenhouten betreut und hat zum Ziel, allein anhand von lokalen Informationen diejenigen Webseiten finden zu können, die in einem bestimmten geografischen Bereich liegen, ohne dafür eine zentrale Suchmaschine zu benötigen. Die entstehenden Programme bzw. Applets oder plug-ins werden kostenfrei verfügbar sein. Der Algorithmus “hangelt” sich sozusagen von Webseite zu Webseite, bis er im geografischen Zielbereich der Suche angekommen ist. Hierzu ist es jedoch notwendig, dass Webseitenbetreiber mitmachen und einige Meta Tags im Kopf der Startseite ihres Webauftritts einbauen.

An der TFH Wildau ist dafür ein Generator programmiert worden, der diese Meta Tags erzeugt. Der Generator ist unter folgendem Link erreichbar :

http://www.tm.tfh-wildau.de/~throesch/taggen/Geotaggenerator3.php [link broken]

Dort kann man seine eigene geographische Position mit Hilfe von Google Maps bestimmen, und der Generator erzeugt die Metatags, die man dann in die eigene Webseite einbauen kann. Für die Website des Studiengangs Telematik sehen die Tags z.B. so aus:

<meta name="ICBM" content="52.318766344325994, 13.631560206413269" />
<meta name="georange" content="100" />
<meta name="geoweblink" content="http://www.tfh-wildau.de" />
<meta name="geoweblink" content="http://www.ixellence.com" />
<meta name="geoweblink" content="http://www.navtec.de" />
<meta name="geoweblink" content="http://www.tm.tfh-wildau.de/~throesch/taggen/Geotaggenerator3.php" />

Der Tag ICBM ist der wichtigste. Hier steht die eigene Position.
Der georange gibt an, in welchem Gebiet die Webseite gelten soll. Ein Haus nur innerhalb weniger Meter (Radius), ein Park aber vielleicht mit einigen 100m oder 1000m Radius.
Die geoweblink Tags verlinken Webseiten miteinander und zeigen beispielsweise (aber nicht zwingend) auf geografisch nahe liegende Seiten in der Umgebung der eigenen Position.

Unser Algorithmus liest später diese Tags aus und sucht sich einen Weg zur geografischen Zielposition. Da es in der Anfangszeit schwierig ist, das System weltweit zu implementieren und zum Laufen zu bringen, muss zunächst mit einem zentralen Server gearbeitet werden (link oben). Dieser hilft aber vor allem dabei, die Meta Tags korrekt zu bestimmen.

Bitte tragen Sie sich in unseren Server ein und kopieren die erzeugten Meta Tags in Ihre eigene Webseite (index.html). Wir sind davon überzeugt, das System als kostenfreien Standard weltweit durchsetzen zu können.

Was hat nun aber der Webseitenbetreiber davon? Letztendlich will man mit der eigenen Webseite gefunden werden. Das hier eingeführte Verfahren unterstützt dies in zwei Schritten. Zunächst wird die eigene geografische Position per ICBM Tag kodiert. Anschließend wird mit GeoWebLink die lokale Suche ohne fremde Dienstleistungen ermöglicht.

Telematik geht in die Luft

Projektleiter: Prof. Stefan Brunthaler, Prof. Ralf Vandenhouten

An der TFH Wildau wurden mit Telematik ausgestattete Drohnen entwickelt und erfolgreich getestet. Im Rahmen der Lehrveranstaltung “Telematikprojekt” unter der Leitung von Prof. Dr. Stefan Brunthaler und Prof. Dr. Ralf Vandenhouten erhielten Studenten im Masterstudiengang Telematik die Aufgabe, ein ferngesteuertes Flugobjekt zur luftgestützten Überwachung von Anlagen und Geländen zu entwerfen und zu realisieren.

Das fliegende System sollte kostengünstig und leicht zu steuern sein, laufend Videobilder zu einer Bodenstation senden und von dort aus überwacht werden können. Mithilfe von Telematik sind dabei neben Position, Höhe, Geschwindigkeit und Fluglage auch technische Parameter wie z.B. Motordrehzahl und Akkuspannung über den PC am Boden zu verfolgen.

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Die Einsatzmöglichkeiten für solche Drohnen sind vielfältig, z.B.:

  • Luftgestützte Überwachung von Anlagen oder Geländen
  • Such-Drohne für Noteinsätze
  • Fliegendes Auge für Sicherheitskräfte
  • Kartographische Erfassung von Bodenarealen
  • Fliegende Videokamera für außergewöhnliche Filmaufnahmen
  • „Live“-Flugsimulator

Zwei Gruppen des Jahrgangs TM/06 im Masterstudiengang Telematik haben diese Aufgabe im Wintersemester 2007/2008 mit unterschiedlichen Ansätzen erfolgreich gelöst. Das Projekt wurde unterstützt von Prof. Dr. Wolfgang Rüther-Kindel vom Studiengang Luftfahrttechnik/Luftfahrtlogistik sowie materiell und finanziell von den Firmen IQ wireless und ixellence. Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt auf mit Prof. Dr. Ralf Vandenhouten.

Telematiksystem für Adventure Resort

Projektleiter: Prof. Stefan Brunthaler, Prof. Ralf Vandenhouten

In der Lehrveranstaltung Telematikprojekt entwickelten die Studenten im dritten Semester des Master-Studiengangs Telematik eine komplexe Softwarelösung für ein fiktives Adventure Resort. Die Gäste auf einem Abenteuergelände sollten sich mit Hilfe mobiler Geräte informieren, orientieren und gruppenorientierte Spiele durchführen können. Bei dieser Aufgabenstellung wurde großer Wert auf die Entwicklung modularer, erweiterbarer und skalierbarer Software sowie auf das Trainieren von Teamfähigkeit, Management, Planung, Kommunikation und das Aushandeln von Schnittstellen gelegt.

Die Aufgabe wurde von zwei je achtköpfigen, voneinander unabhängigen Gruppen gelöst. Auf den folgenden Seiten finden Sie die Webpräsentation der beiden Gruppenergebnisse.

Telopoly

Projektleiter: Prof. Dr. Ralf Vandenhouten

In der Lehrveranstaltung Softwareprojekt entwickelten die Studenten im vierten Semester des Bachelor-Studiengangs Telematik ihre erste komplexe Softwarelösung. In diesem Projekt ging es um die Realisierung des Spiels TELOPOLY, einer Variante des bekannten Gesellschaftsspiels MONOPOLY® als verteilte Internet-Anwendung. Neben dem praktischen Einüben der zuvor erlernten Techniken in Programmierung und Software-Engineering ging es in der Gruppenarbeit insbesondere auch um das Trainieren von Teamfähigkeit, Management, Planung, Kommunikation und das Aushandeln von Schnittstellen.

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Die Software wurde von den Studenten als Client-Server-Architektur entworfen. Die Benutzeroberfläche musste so gestaltet werden, dass zum einen der Spielstand verfolgt werden kann (Bewegung der Figuren, Besitz von Straßen, Kontostand, aktuelle Vorgänge (z.B. Verweis ins Gefängnis), vorhandene Häuser/Hotels etc.) und zum anderen eigene Aktionen durchgeführt werden können (Würfeln, Kaufentscheidung beim Besetzen einer Straße, Bieten beim Versteigern einer Straße, Bauen von Häuser und Hotels, Aufnehmen einer Hypothek etc.). Das Spielbrett sollte dafür entsprechend graphisch animiert werden.

Alle Vorgänge, die sich aus den Spielregeln zwingend ergeben (z.B. Bewegen einer Figur nach dem Würfeln, Verweis in das Gefängnis auf dem Polizistenfeld, Zahlen einer Strafe nach Ziehen einer Ereigniskarte, Auszahlen des Gehalts nach Überschreiten von „Go“ etc.) werden von der Software automatisch abgearbeitet und auf der Benutzeroberfläche entsprechend dargestellt. Auch die Rolle der Bank wird vom Server übernommen.

Eine beispielhafte Lösung ist auf der entsprechenden Projektseite [link broken] der Gruppe von Thomas Kistel, Nico Venske, Christian Halama und Sven Hansche zu finden.