Mobile Robotik

MONSUN

 

Allgemein

Der Monsun ist ein am Institut für Technische Informatik vor allem für den Einsatz in Roboterschwärmen entwickeltes AUV (Autonomous Underwater Vehicle). Vier wasserdichte Brushless-Motoren in den Flossen erlauben sowohl das dynamische Tauchen, als auch Drehungen um die Längs- und Querachse (Roll und Pitch). Zwei weitere an den vorderen Flossen angebrachte Motoren erlauben die Vorwärts- / Rückwärtsfahrt sowie Drehungen (Yaw). Mittels einer Kamera können andere Schwarmmitglieder erkannt werden so dass z.B. ein Folgeverhalten erreicht wird. Ein akustisches Unterwassermodul zur Kommunikation im Schwarm ist in der Entwicklung.

 

Aufbau

Die Hülle des Roboters besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff und dient gleichzeitig als Druckkörper bis zu einer maximal angedachten Tiefe von 10m. Der Körper besteht aus zwei Teilen, die über einen Bajonettring im hinteren Bereich verbunden sind. Die außerhalb angebrachten Motoren und Sensoren werden über wasserdichte Steckverbinder mit der Hülle verbunden und erlauben so im Schadensfall einen schnellen Austausch der Komponenten.

Als Motoren werden handelsübliche Brushless-Motoren aus dem Flugzeugmodellbau verwendet. Diese haben den Vorteil einer kleinen Bauart und die Möglichkeit einer einfachen Auswertung der Motorwerte, wie zum Beispiel Umdrehungszahl und Stromvebrauch.

Der innere Aufbau des Roboters ist sehr modular aufgebaut. Den Hauptteil der Elektronik bildet eine Basisplatine, auf der eine Bus-basierte Architektur realisiert ist. Über mehrere Steckverbinder können so Elektronikmodule miteinander verbunden werden, wodurch der Roboter flexibel auf sein jeweiliges Anwendungsgebiet angepasst werden kann.

 

Steuerung

In der aktuell in der Entwicklung befindlichen Variante dient als Steuerungseinheit ein 700Mhz ARM Computer der Firma Gumstix. Als Betriebssystem wird ein einfaches Ubuntu betrieben, welches es erlaubt das Robot Operating System (ROS) zu verwenden. So kann eine einfache modulare Steuerung realsiert werden, die sich an die verwendete Hardware anpassen kann.

 

Videos


Puplikationen

[MRM16]
Meyer, B.; Renner, C.; Maehle, M.: Versatile Sensor and Communication Expansion Set for the Autonomous Underwater Vehicle MONSUN. 19th International Conference on Climbing and Walking Robots and Support Technologies for Mobile Machines (CLAWAR 2016), 250-257, London 2016

[RGM16]
Renner, C.; Gabrecht, A.; Meyer, B.; Osterloh, C.; Maehle, E.: Low-Power Low-Cost Acoustic Underwater Modem. B. Zerr et al. (eds.), Quantitative Monitoring of the Underwater Environment, Ocean Engineering & Oceanography 6, 59-65, Springer International Publishing, Switzerland 2016

[MEI14]
Meyer, B.; Ehlers, K.; Isokeit, C.; Maehle, E.: The development of the modular Hard- and Software Architecture of the Autonomous Underwater Vehicle MONSUN. ISR/Robotik 2014 - 41st International Symposium on Robotics; 6th German Conference on Robotics, VDE Verlag, München 2014

[ATM13]
Amory, A.; Meyer, B.; Osterloh, C.; Tosik, T.; Maehle, E.: Towards Fault-Tolerant and Energy-Efficient Swarms of Underwater Robots. To Appear: 18th IEEE Workshop on Dependable Parallel, Distributed and Network-Centric Systems, Boston, USA 2013

[MOM13]
Meyer, B.; Osterloh, C.; Maehle, E.: MONSUN - A Modular Testbed for Swarms of Autonomous Underwater Vehicles. ICRA2013 - Workshop on Many Robot Systems: Crossing the Reality Gap – From Single to Multi- to Many Robot Systems , Karlsruhe 2013

[OMA12]
Osterloh, C.; Meyer, B.; Amory, A.; Pionteck, T.; Maehle, E.: MONSUN II - Towards Autonomous Underwater Swarms for Environmental Monitoring. IROS2012 - Workshop on Robotics for Environmental Monitoring , 1-6, Vilamoura, Algarve, Portugal 2012

[OPM12]
Osterloh, C.; Pionteck, T.; Maehle, E.: MONSUN II: A small and inexpensive AUV for underwater swarms. 7th German Conference on Robotics (ROBOTIK 2012), 325-330, München 2012

[OsM10]
Osterloh, C.; Maehle, E.: Low-Power Microcontroller-based Acoustic Modem for Underwater Robot Communication. Joint 41th International Symposium on Robotics and 6th German Conference on Robotics, 262-267, München 2010

[OLM09]
Osterloh, C.; Litza, M.; Maehle, E.: Hard- and Software Architecture of a Small Autonomous Underwater Vehicle for Environmental Monitoring Tasks. German Workshop on Robotics 2009, 347-356, Springer Berlin Heidelberg, Braunschweig 2009