Realisierung einer autonomen Baumaschinensteuerung

Die Steuerung moderner Baumaschinen kann mit Hilfe einer automatisierten Baumaschinensteuerung erfolgen. Hierbei wird die aktuelle Position der Baumaschine durch geodätische Verfahren (Tachymetrie/GNSS) permanent überwacht und mit den Informationen lokaler Sensoren (z. B. Inertialsystem, Neigungsgeber) kombiniert. Durch den Vergleich der Soll- mit der Ist-Position können anschließend die Bewegungen der Baumaschine berechnet und an die Steuerung weitergegeben werden.

Moderne motorisierte Tachymeter verfügen generell über eine serielle Schnittstelle zur Verbindung mit einem Rechner. Über diese Schnittstelle lassen sich sowohl Messwerte exportieren als auch Steuerbefehle an das Tachymeter senden. Dies ermöglicht die Erstellung von automatischen und autonomen Messprogrammen, zur kontinuierlichen Erfassung der Position einer Baumaschine.

Mit dem RP6 Robot-System von Arexx und dem Lego Mindstorms EV3 stehen unseren Studenten zwei Plattform zur Verfügung, die alle notwendigen Funktionen einer Baumaschine simulieren können. Es können unterschiedliche Antriebsarten (Kette, Räder) realisiert werden, alle Motoren können separat angesteuert und deren Parameter abgefragt werden und es stehen eine Reihe zusätzlicher Sensoren zur Verfügung.

Im Rahmen der Lehre erstellen die Studenten selbständig einen Regelkreis zur Steuerung der Robotersysteme. Dies beinhaltet sowohl ein Auslesen der mit dem Tachymeter kontinuierlich bestimmten Positionsdaten, den Vergleich mit der vorgegebenen Route und die Steuerung der Antriebssysteme. Hauptaugenmerk wird hierbei auf eine weitgehend autonome Steuerung unter Verwendung aller zur Verfügung stehender Informationen und Sensordaten gelegt.