Buchempfehlung:
Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi

Roboter Autos mit dem Raspberry Pi - 2019

Es gab in den letzten Jahren immer wieder Projekte die ein Smartphone für die Steuerung eines Roboters verwendet haben. Ich hatte mir diese immer interessiert angeschaut aber selber mich mehr auf Projekte mit dem Raspberry Pi oder Arduino konzentriert. Jetzt sind aber selbst ältere Smartphones so leistungsstark, und voll gepackt mit Sensoren, dass sich diese für die Steuerung eines autonom fahrenden Roboter Autos immer noch sehr gut eignen. Das Projekt OpenBot bietet auf seiner Homepage eine Anleitung wie ein autonom fahrender Modellroboter mit einem Smartphone gebaut werden kann. Die Bauanleitung umfasst die Hardware wie Chassis und Elektronik und geht bis hin zu der Software und beschreibt das Training des neuronalen Netzes das den Roboter steuert.

Ich persönlich werde die Bauanleitung des OpenBot Projektes für das Chassis und eine günstigere Stromversorgung interpretieren aber mein Plan ist bei der Elektronik und der Software mich an das OpenBot Projekt zu halten. Die Interpretation beim Chassis werde ich machen, da ich selber keinen 3D Drucker habe und mir das Drucken lassen des Chassis im Auftrag zu teuer ist. Denn es gibt gut und erprobte Alternativen für ein funktionsfähiges Chassis das auch noch recht einfach selber gebaut werden kann.

Das folgende Bild zeigt meinen OpenBot den ich mit einem günstigen Chassis aus Fernost aufgebaut habe.

OpenBot ready to roll

OpenBot ready to roll

Warum einen OpenBot selber bauen

Bei mir ist es das Interesse an der Technik und die Kombination der Elektronik aus Arduino und Smartphone die mich schon immer interessiert hat und jetzt Anwendung findet. Weiter ist das Projekt ein tolles Beispiel dafür wie einfach neuronale Netze von jedem eingesetzt werden können um komplexe Aufgaben wie das Steuern eines Roboters zu übernehmen.

Hinweis: Das OpenBot Projekt (Homepage) setzt voraus, dass ein Android Smartphone zum Einsatz kommt. Die Software für die Steuerung des Roboter Autos gibt es nicht für iPhone Modelle!

Funktionsprinzip – OpenBot

Ein schon etwas älteres Smartphone auf Android Basis dient als Recheneinheit für dieses Roboter Auto und steuert dieses autonom. Das Smartphone führt eine künstliche Intelligenz ein sogenanntes neuronales Netz aus welches im Bild Hindernisse, Menschen, freie Flächen etc. erkennt und das Roboter Auto linkt. Ich werde als Smartphone ein Samsung Galaxy S8 verwenden, dass schon etwas in die Jahre gekommen ist aber noch funktioniert. Durch die Verwendung des eigenen Smartphones sinken die Kosten für diesen Roboter deutlich im Vergleich zu Modellen die eine extra Hardware wie ein NVIDIA TX2 Board oder ähnlich verbaut haben. Dennoch kann dank dem Smartphone dieser Roboter neuronale Netze ausführen und so Hindernissen ausweichen oder einer Person folgen.

Das Smartphone wird mit einem im Roboter Auto verbauten Arduino Nano via USB Kabel verbunden. So ist es möglich das die Android App auf dem Smartphone über den Arduino Nano der via USB Kabel mit dem Smartphone verbunden ist den Motortreiber anzusteuern, die gemessene Entfernung des Ultraschalls Sensors auszulesen sowie die Umdrehungszahl von zwei Motoren zu erfassen. Mit diesen Informationen plus dem Kamerabild wird das neuronale Netz das Roboter Auto steuern.

Zusammenfassung

Ich bin schon im Vorfeld von dem OpenBot Projekt sehr begeistert und freue mich schon auf die Umsetzung. Zuerst muss das Roboter Auto an sich aufgebaut werden. Aber für mich liegt der spannende Teil des Projektes dann in der Software und dem Training eines eigenen neuronalen Netzes. Hier wird es dann wirklich spannend was möglich ist und was gut oder weniger gut funktionieren wird. Im nächsten Beitrag geht es dann um die benötigten Komponenten um das Roboter Auto nachzubauen wie auf der OpenBot Seite beschrieben. Dabei werde ich meine Erfahrungen aus einer Vielzahl an Roboter Auto Projekten einfließen lassen.

Das Video zeigt meinen OpenRobot wie ich diesen selber aufgebaut habe.

Meine persönliche Buchempfehlung:

Für alle Interessierten die sich noch nicht so gut mit dem Arduino auskennen empfehle ich das folgende Buch “Arduino: Das umfassende Handbuch” von Dr. Claus Kühnel als perfektes Nachschlagewerk. Es erklärt sehr viel im Bereich der Elektronik mit wirklich gutem Hintergrundwissen und vielen Details zu Sensoren, LEDs, Displays etc. die einem davor schützen unzählige Fehler zu machen. So spart man sich viel Frust, Zeit und natürlich Geld für neue Bauteile. Daher ist dieses Buch das ideale Nachschlagewerk für Einsteiger sowie erfahrene Bastler die gerne in einem Buch nachschlagen und auf Qualität setzen.

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Artikel Übersicht OpenBot Roboter Auto:

OpenBot – Dein Smartphone wird zu einem autonomen Roboter Auto – Einleitung
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – benötigte Bauteile Teil 1-2
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – benötigte Bauteile Teil 2-2
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Chassis bauen
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Verkabelung
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Arduino Firmware aufspielen
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Android App und erster Probelauf
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Trainingsdaten aufzeichnen
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Trainingsumgebung einrichten
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – das neuronale Netz trainieren
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – Android Studio und Smartphone einrichten
OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – die eigene OpenBot Android App erstellen

Geplante Artikel in dieser Serie:

OpenBot – Dein Smartphone steuert ein Roboter Auto – OpenBot End-2-End Durchlauf
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