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Industrie-4.0-Starthilfe für KMUs

19. März 2014, 12:36 Uhr | Karin Zühlke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Kickroboter auf FPGA-Basis

Um die Leistungsfähigkeit von FPGAs zu demonstrieren, entwickelte das Laboratorium für Motion Control und digitale Signalverarbeitung der Fachhochschule Köln unter der Leitung von Prof. Dr. Jens Onno Krah einen auf einer Seite automatisierten Tischkicker. EBV Elektronik begleitete das Projekt als Kooperationspartner. Die Entwicklung liegt zwar schon einige Jahre zurück, aber der Grundgedanke lässt sich auch auf heutige Industrie-4.0-Szenarien anwenden: Eine Kamera erkennt dadurch über einen Umlenkspiegel den gelben Kickerball von unten. Der so detektierte Ball wird auf dem Service-Monitor mit einem roten Punkt gekennzeichnet. Algorithmen einer Bildverarbeitung berechnen daraus die Koordinaten und die Geschwindigkeit des Kickerballs und senden diese per UDP-Broadcast über einen GBit-Ethernet-Switch an vier DBC2C20-Altera-Cyclone-II-FPGA-Entwicklungsboards von EBV.

Jedes dieser Boards steuert die zwei Servoantriebe einer Kickerachse an. Ein Motor positioniert die Spielfiguren, der andere Motor wird zum Drehen der Figuren, also zum Kicken, genutzt. Die Spielstrategie ist einfach und dennoch effektiv, denn jede Kickerachse spielt autonom. Das Verhalten leitet sich allein aus der Ballposition ab. Befindet sich der Ball unmittelbar vor einem Spieler, wird er in Richtung gegnerisches Tor gekickt. Ist der Ball zwischen Kickerachse und gegnerischem Tor nicht in Reichweite, wird die passende Figur auf Ballhöhe zum Blocken positioniert. Erkennt der Spielalgorithmus eine Ballposition zwischen Kickerachse und gegnerischem Tor, werden die Füße der Figuren hochgefahren, damit der Weg für einen Torschuss frei ist.