Fachgebiet Echtzeitsysteme und autonome Roboter
Das Fachgebiet Echtzeitsysteme und autonome Roboter des Instituts für Informatik befasst sich mit Grundlagen, Methoden und Anwendungen von
Echtzeitsystemen, deren Betriebssystemen, Prinzipien für deren Design und
Implementierung sowie Anwendungen auch in Form von Embedded Systems.
Autonome Roboter, speziell Serviceroboter, werden als
Technologieträger gesehen. Fragestellungen komplexer und vernetzter Systeme
mit beschränkten Ressourcen, Sensordatenverarbeitung unter Unsicherheit
sowie Integrationsaspekte werden unter realistischen Bedingungen auf mobilen
Robotern betrachtet.
Kompetenzschwerpunkte
Echtzeitsysteme:
- Industrie-4.0
Technologien wie OPC-UA und TSN
- Entwurf,
Synthese, Analyse von (verteilten, eingebetteten) Echtzeitsystemen
Servicerobotik
und cyberphysische Systeme:
- serviceorientierte
Softwarearchitekturen mit extra-funktionalen Eigenschaften und
zugehörige modellgetriebene Software-Entwicklungs-Werkzeuge
- Realisierung
von Roboterfunktionalitäten mit Quality-of-Service-Eigenschaften
- task-orientierte
Programmierung von Robotern
- Probabilistische
Methoden zur Verarbeitung unsicherer Informationen (Kalman-Filter,
Particle-Filter, Bayes-Netze)
- Algorithmen
für entscheidungsfähige, technische Systeme
Lehre
Durch das Fachgebiet werden u.a. folgende Lehrveranstaltungen unterstützt:
- Realtime Systems (INF, CTS)
- Autonomous Systems (INF, CTS)
- Master-Projekte (Master IS)
Forschungsaktivitäten
Im Rahmen der Forschungsgruppe Serviceroboticswerden Methoden,
Algorithmen und modellgetriebene Softwarewerkzeuge zur flexiblen und
arbeitsteiligen Realisierung alltagstauglicher Servicerobotik-Systeme entwickelt und umgesetzt.
Ausstattung
Im Labor des Fachgebiets stehen 12
studentische Arbeitsplätze zur Durchführung von Projekt- und Laborarbeiten mit unterschiedlichen Versuchsaufbauten zur Verfügung.
Themenfeld Echtzeitsysteme:
- Versuchsaufbauten
wie Kugelfall, X/Y-Tisch, Lasershow, Segway-Nachbau etc. zur
praktischen Umsetzung der Grundlagen und Methoden von
Echtzeitsystemen sowie zum Kennenlernen der Anwendungsbereiche
(Industrie 4.0, Signalverarbeitung, Regelungstechnik,
Kommunikation, Automatisierung).
- Die
Studierenden können aus verschiedenen Echtzeitbetriebssystemen
(RTAI-Linux, RTEMS, QNX, uC/OS, FreeRTOS, VxWorks),
Programmiersprachen (C, C++, Realtime Java), Hardwareplattformen
(x86 PC-Architektur, ARM, PowerPC, FPGA) und
Kommunikationssystemen (bspw. EtherCAT, OPC-UA) auswählen.
- Das
Fachgebiet ist Mitglied im Hochschulpartnerprogramm von WindRiver
(VxWorks) und Partner von AICAS / Karlsruhe (Realtime Java
Jamaica).
Themenfeld Autonome
Roboter:
- 12
Kleinstroboter QFix
- 3
Plattformen Pioneer P3DX mit Onboard-PCs, Laserscannern (SICK),
Kameras (Omnicam).
Über
Forschungsprojekte stehen weitere Ausstattungen zur Verfügung, die
im Rahmen von Praxisprojekten, Masterprojekten und
Abschlussarbeiten auch von Studierenden mitgenutzt werden:
- Servicerobotik-Testfläche
der Forschungsprojekte einschließlich der zugehörigen
Infrastruktur.
- Festo-Robotino
Roboterflotte und Festo MPS-Stationen
- 2
Segway-RMP50-Plattformen als Träger für
Servicerobotikanwendungen mit Universal-Robot-Manipulator UR5 mit
6 Freiheitsgraden für den sicheren Betrieb mit Personen
Ansprechpartner
