Universität Hamburg Fachbereich Informatik Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme 16. Juli 2015 Daniel Westhoff Überblick über den Einsatz der Roblet®-Technologie am AB TAMS

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 2 Daniel Westhoff Übersicht  Einführung in die Roblet®-Technologie  Module und Einheiten  Modul-Übersicht AB TAMS  Aktuelle Projekte  Zusammenfassung und Ausblick

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 3 Daniel Westhoff Übersicht  Einführung in die Roblet®-Technologie  Module und Einheiten  Modul-Übersicht AB TAMS  Aktuelle Projekte  Zusammenfassung und Ausblick

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 4 Daniel Westhoff Entstehung  Entwicklung komplexer verteilter Anwendungen  Ziel: Entwicklungs- umgebung auf einem Rechner Quelle: [KSPLL04][KSPLL04]

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 5 Daniel Westhoff Design-Aspekte  Server bieten Basis-Funktionalität  Zugriff auf Hardware  Zugriff auf Datenbanken  Rechenleistung  Teile der Anwendung werden an den Server verschickt  Server führt diese Teile aus

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 6 Daniel Westhoff Roblets® Quelle: [WZSSK04][WZSSK04]

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 7 Daniel Westhoff Roblets® Vorteile:  Abläufe auf dem Server ausführbar  Server dynamisch erweiterbar  Verringerung der Netzwerklast  Transparentes Netzwerk  Ausnahmebehandlung  Logging/Debugging

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 8 Daniel Westhoff Verringerung der Netzlast Beispiel: Visualisierung von Laserscans  Server bietet Lasermessdaten  Roblet® filtert Messdaten  z.B. Linienfilter  Linien werden übertragen  Client-Anwendung stellt Linien dar

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 9 Daniel Westhoff Roblets® Nachteile:  robuste Server erforderlich  kleine Serverprogramme  keine Echtzeitfähigkeit  RT-Java und RT-Ethernet

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 10 Daniel Westhoff Roblet®-Server Quelle: [WZSSK04][WZSSK04]

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 11 Daniel Westhoff Roblet®-Server genRob.genControl  stellt Basisfunktionalität bereit  Zugriff auf JRE ( ≥ 1.4 )  Logging  Remote Methode Invocation (RMI)  Funktionalität über Module erweiterbar

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 12 Daniel Westhoff Roblets® verschicken genRob.genControl.client.Client... Client client = new Client (); Roblet roblet = new RobletImpl (); Object o = client.run (roblet,“servername:port“); client.close ();...

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 13 Daniel Westhoff Interface Roblet package genRob.roblet; public abstract interface Roblet { // Methods Object execute (Robot robot) throws Exception; }

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 14 Daniel Westhoff Jini™ genRob.genMediator  Verzeichnisdienst  Server melden sich automatisch an  benachrichtigt Client-Anwendungen

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 15 Daniel Westhoff ClientListener... ClientListener cl = new MyClientListener (); Client client = new Client (); client.addListener (cl);... client.close ();...

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 16 Daniel Westhoff ClientListener import genRob.genControl.client.ClientListener; class MyClientListener implements ClientListener { private Roblet roblet = new RobletImpl (); void addedServer (Server server) { Object o = server.run (roblet); } void removedServer (Server server) {} void updatedServer (Server server) {} }

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 17 Daniel Westhoff Verteiltes Rechnen Beispiel: Mandelbrot-Menge

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 18 Daniel Westhoff Übersicht  Einführung in die Roblet®-Technologie  Module und Einheiten  Modul-Übersicht AB TAMS  Aktuelle Projekte  Zusammenfassung und Ausblick

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 19 Daniel Westhoff Module und Einheiten  Server durch Module erweiterbar  Modul fasst Einheiten zusammen  Einheit kapselt Funktionalität  Roblet® fragt Server nach Einheiten

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 20 Daniel Westhoff Einheiten abfragen... public Object execute (Robot robot) { Logger logger = (Logger) robot.getUnit (Logger.class); if (logger == null) throw new Exception (“Kein Logger.“); else logger.log (“Ich war hier!“); return null; }...

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 21 Daniel Westhoff Übersicht  Einführung in die Roblet®-Technologie  Module und Einheiten  Modul-Übersicht AB TAMS  Aktuelle Projekte  Zusammenfassung und Ausblick

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 22 Daniel Westhoff Module des AB TAMS uhh.fbi.tams.mobilerobot  Motion  Velocity  Localisation  Calibration  Landmarks  Geometry2D  Laserscanner

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 23 Daniel Westhoff Module des AB TAMS  uhh.fbi.tams.ptu  PTU  uhh.fbi.tams.iowarrior  Iowarrior  uhh.fbi.tams.TextToSpeech  Voice

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 24 Daniel Westhoff Module des AB TAMS uhh.fbi.tams.dc1394  DC1394  DC1394Stereo

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 25 Daniel Westhoff Systemstruktur

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 26 Daniel Westhoff Übersicht  Einführung in die Roblet®-Technologie  Module und Einheiten  Modul-Übersicht AB TAMS  Aktuelle Projekte  Zusammenfassung und Ausblick

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 27 Daniel Westhoff Modul zur Pfadplanung drei Algorithmen: 1.kürzester Weg (Tangentengraph, A*) 2.sicherster Weg (Voronoigraph, A*) 3.kürzester Weg + Engstellen

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 28 Daniel Westhoff Kürzester Weg

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 29 Daniel Westhoff Sicherster Weg

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 30 Daniel Westhoff Kartengenerierung  dynamische 2D-Kartengenerierung  Quelle: Lasermessdaten

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 31 Daniel Westhoff Personenverfolgung  Stereo-Kamerakopf  Pan-Tilt-Unit (PTU)  Erkennen von Personen  Verfolgen von Personen mit PTU  Problem: Bildverarbeitung

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 32 Daniel Westhoff Lokalisation Diplomarbeit  Björn Gaworski  zurzeit: Bildverarbeitung Verwendete Module:  dc1394: Omnidirektionales Sichtsystem  mobilerobot: Fahren mit dem Roboter

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 33 Daniel Westhoff Globale Lokalisation  Merkmalsextraktion auf Panoramabildern  Symmetriefilter  Kai Hübner  Kanten-/Eckenfilter  Scale Invariant Features (Lowe)  Erstellen einer Bildsignatur  Signaturvergleich mit Bilddatenbank

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 34 Daniel Westhoff MATLAB  Anbindung des Roboters an MATLAB  zurzeit: Firewire-Kameras  Vorteile:  Verfahren ausprobieren  Paralleler Zugriff auf Sensoren  Einsatz in der Lehre  Nachteil:  Algorithmen nicht auf Server übertragbar

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 35 Daniel Westhoff Zusammenfassung  Roblet®-Technologie  einfache Programmierung  transparentes Netzwerk  Parallelität  Module und Einheiten  Erweiterbarkeit  Modul-Übersicht AB TAMS  große Vielfalt  Aktuelle Projekte  Fertigstellung WS 2004

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 36 Daniel Westhoff Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 37 Daniel Westhoff Übersicht  Einführung in die Roblet®-Technologie  Module und Einheiten  Modul-Übersicht AB TAMS  Aktuelle Projekte  Zusammenfassung und Ausblick

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme Folie 38 Daniel Westhoff Literatur [KSPLL04]Knoll, Scherer, Poggendorf, Lütkemeyer, Lehmann: „Flexible Automation of Cell Culture and Tissue Engeneering Tasks“, in: Biotechnology Progress, Volume 20, Issue 6, December, 2004 [WZSSK04]Westhoff, Zhang, Stanek, Scherer, Knoll: „Mobile Manipulatoren und ihre aufgabenorientierte Programmierung“, atp - Automatisierungstechnische Praxis 10/2004, Oldenbourg Industrieverlag GmbH, Munich, Germany, 2004