Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/1107/84673.html    Veröffentlicht: 04.07.2011 11:25    Kurz-URL: https://glm.io/84673

Gestensteuerung

Klatschen heißt Landen

Die Flugroboter der ETH Zürich werden per Hand gesteuert - allerdings nicht mit der Hand an einer Fernsteuerung. Eine Kinect wertet die Gesten des Nutzers aus und setzt sie in Kommandos zum Start, zur Landung und sogar zu einem Überschlag um.

Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich (ETH) haben sich ein neues Steuerungssystem für ihre Flugroboter (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) ausgedacht: Sie lenken die Quadrocopter mit Gesten.

Möglich wird die Gestensteuerung durch Microsofts Kinect sowie weitere Kameras unter der Decke. Die Kinect erkennt die Gesten des Nutzers und setzt sie in Steuerbefehle für den Flugroboter um. Sie ist mit Markern ausgestattet, damit die Kameras unter der Decke die Position des Nutzers in Relation zu der Kinect erkennen können.

Flugverbotszone um den Nutzer

Zeigt der Nutzer mit der rechten Hand auf den Roboter, dann signalisiert er ihm damit, dass er abheben soll. Anschließend weist er ihn mit der rechten Hand an, ob er steigen oder Kurven fliegen soll. Lässt er die Hand sinken, verharrt das UAV an seiner Position. Hebt der Nutzer die linke Hand, macht der Roboter einen Überschlag. Klatscht der Nutzer in die Hände, dann landet der Roboter. Damit es zu keinem Unfall kommt, ist der Nutzer durch eine Flugverbotszone geschützt, in die der Quadrocopter nicht hineinfliegt.

Bisher setzten die Züricher Wissenschaftler ein Zauberstab genanntes Geräte ein, um den Roboter zu dirigieren. Der Zauberstab ist ein dreieckiges Drahtgestell mit einem Griff, an dessen drei Ecken je eine weiße Kugel sitzt. Sie dienen als Marker, anhand derer der Roboter die Gesten erkennt. Die Kinect macht den Zauberstab, der ein wenig aussieht wie ein Kleiderbügel mit Kugeln, überflüssig.

Eigene Steuerelektronik

Die Quadrocopter basieren auf den Humming Birds, die von dem Unternehmen Ascending Technologies in Krailling bei München hergestellt werden. Ein Quadrocopter besteht aus einem kreuzförmigen Rahmen und wird von vier Rotoren angetrieben.

Ein solches UAV fliegt bis zu 50 km/h schnell und kann rund 20 Minuten in der Luft bleiben. Zur Datenverarbeitung steht ein ARM7-Prozessor zur Verfügung. Die ETH-Forscher haben die UAVs jedoch stark modifiziert. Unter anderem haben sie sie mit einer selbstentwickelten Steuerelektronik ausgestattet, die den UAVs mehr Agilität verleiht.

Robotertennis in der Arena der fliegenden Maschinen

Ihre Flugversuche führen die Wissenschaftler in einem eigenen Raum durch, der Flying Machine Arena. Das ist ein 10 x 10 x 10 Meter großer Raum, der an drei Seiten mit Netzen und an einer Seite durch eine Glaswand begrenzt wird. Darin können die Quadrocopter nach Belieben fliegen, ohne Menschen zu gefährden. Der Fußboden ist zudem mit Schaumplatten ausgelegt, so dass ein UAV auch bei einem Absturz nicht zu Bruch geht.

Unter der Decke sind acht Kameras angebracht, die 200 Bilder pro Sekunde und mehr liefern. Damit lassen sich die Roboter millimetergenau in der Flugarena orten. Auf dem Boden befinden sich Ladestationen, die die UAVs selbstständig anfliegen, wenn ihr Akku leer ist.

Roboter mit Tennisschläger

Kürzlich haben die Wissenschaftler den Quadrocoptern das Tennisspielen beigebracht. Die Roboter wurden mit einem Schläger über dem Kreuzungspunkt der beiden Arme ausgerüstet. Wird dem Quadrocopter ein Ball zugeworfen, fliegt er hin und schlägt ihn zum Werfer zurück.  (wp)


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