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MPGI 3 Praktikum: Robocup 3D

Modul: BINF-GL-MPGI3
Semester: Wintersemester 2011/12
Art: PR (6 SWS / 6 LP)
LV-Nr.: 0435 L 757
Veranstalter: Axel Heßler, Marcel Patzlaff, Alexander Thiele
Raum und Zeit: Di 14 - 16, FR 0027b; (bei Bedarf auch Freitags 12 - 14 im EW 016)
Beginn: 18.10.2011

Anmeldung mit ISIS: https://www.isis.tu-berlin.de/course/view.php?id=5541

 

MPGI3-Praktikum "Robocup 3D"

Das Praktikum soll die in der zugehörigen Vorlesung erlernten Vorgehensmodelle, Analyse- und Entwicklungsmethoden sowie Projektmanagementtechniken der Softwaretechnik im Rahmen eines größeren Softwareprojekts praktisch anwenden. Ziel ist die Entwicklung eines RoboCup-Teams für die 3D Simulations-Liga, das die wesentlichen Fähigkeiten eines Roboter-Fußballspielers enthält und im Team entsprechend den Liga-Regeln spielen kann.

RoboCup

RoboCup ist eine internationale Forschunginitiative mit dem Ziel, den Stand der Wissenschaft und Technik im Bereich intelligenter Robotersysteme voranzutreiben. RoboCup wurde mit der ursprünglichen Idee gegründet, bis 2050 ein Roboterteam gegen den dann amtierenden menschlichen Fußballweltmeister spielen zu lassen. Mittlerweile hat sich diese Idee ausgeweitet auf andere Bereiche der modernen Gesellschaft. Folgende Themen werden zur Zeit abgedeckt:

  • Fußball (Soccer): Entwicklung von Teams aus vollständig autonomen, kooperierenden Robotern
  • Rescue: Einsatz von hochmobilen, semi-autonomen Robotern bei Katastrophen, zur Rettung von Leben und zum Einsatz in gefährlicher Umgebung
  • Home: autonome und mit natürlichsprachlichem Interface ausgestattete Assistenzroboter für zuhause und in der Öffentlichkeit
  • Junior: Nachwuchsarbeit

3D Soccer Simulation

Die Idee hinter der 3D-Simulations-Liga ist, ein realistisches, virtuelles Abbild realer Roboter im Fußball anzubieten, sodass die Entwicklung und Evaluierung neuer Konzepte und Strategien sehr viel einfacher und kostengünstiger erfolgen kann. Die aktuelle Version des Simulationsservers benutzt das Modell des NAO-Roboters. Ein Entwicklerteam muss also ein Agentenmodell entwickeln, welches die Wahrnehmung des NAOs verarbeitet und über geeignete Aktionen den NAO in seiner virtuellen Umgebung Tore schießen lässt (9 NAOs, um genau zu sein). Probleme der Computer Vision sind explizit ausgeschlossen, da der Simulationsserver bereits hinreichend genaue Informationen sendet, wo Spielfeldbegrenzungen, Tore, andere Roboter und der der Ball sind.

Typische Probleme, die ein Entwicklerteam lösen muss:

  • Weltmodell (Spielfeld, Tore, Ball, andere Spieler, eigene Position und Ausrichtung)
  • Spielzustände (Anstoß, Freistoß, Abseits, Seitenaus, Toraus, Halbzeit, Strafstoß)
  • Aufstehen (aus der Bauch- und Rückenlage)
  • Laufen (vorwärts, rückwärts, seitwärts)
  • Drehen (auf der Stelle, um ein Hindernis herum)
  • Navigation (Wegfindung von Punkt A nach Punkt B, mit der Ausrichtung C)
  • Ball kicken (dribbeln, passen, flanken, Tor schießen!)
  • Team-Kommunikation (welche Informationen muss man austauschen, Perceptions, Actions, Koordination)
  • Taktik (Startaufstellung, Verteidiger, Mittelfeld, Stürmer, Flügelspieler, wer geht zum Ball, Raumdeckung vs. Manndeckung, Pressing, Konter)

Software Engineering

RoboCup ist sicher ein Feld, wo sich solide Grundkenntnisse in den Bereichen Softwaretechnik, KI, Computer Vision, Hardware, uvm. auszahlen. Erfolgreiche Teams haben in der Regel eine Manpower zwischen 5 und 15 Personen.Der Wettkampfcharakter zeigt auf sehr einfache und nachvollziehbare Weise, wie erfolgreich das Projekt bearbeitet und abgeschlossen wurde.

Allgemeine Probleme, die ein Entwicklerteam lösen muss:

  • Problemverständnis, Problemzerlegung, Problemlösung
  • Arbeitsorganisation, Arbeitsteilung, Kommunikation
  • Buildsystem, Programmiersprachen, Entwicklungsumgebungen
  • Versionsmanagement, Testing, Bugtracking
  • Vorgehensmodelle, Controlling, Reporting
  • Dokumentation, Examples, Tutorials
  • Libraries, Frameworks, Toolkits
  • Rechtemanagement

Ressourcen

Informationen zum Modul

Dieses Praktikum ist Teil des Bachelor-Moduls BINF-GL-MPGI3. Zusätzliche Kenntnisse außerhalb des Grundlagenstudiums sind nicht notwendig.

Auch Diplomstudierende können dieses Praktikum belegen, ihnen wird ein unbenoteter Teilnahmeschein ausgestellt.

Es findet eine wöchentliche Besprechung Dienstags, 14 - 16 Uhr, im Raum EW 016 statt, der Freitagstermin ist optional für Fragen vorgesehen.

Ansprechpartner

Axel Heßler

Marcel Patzlaff

Alexander Thiele