Prototyping Autonomes Boot

Es soll ein Boot, welches autonom in einem Becken fahren kann, entwickelt werden. Dieses Boot soll fähig sein, anderen Booten, Hindernissen und den Wänden auszuweichen. Weiterhin soll das Boot verschiedene Zusatzfunktionen haben welche Aufgaben in einem Szenario erfüllen. Das Boot soll in dem gelehrten Prototyping-Prozess durch viele Iterationen entwickelt werden.

Aufgabenbeschreibung

Es soll ein Boot, welches autonom in einem Becken fahren kann, entwickelt werden. Dieses Boot soll fähig sein, anderen Booten, Hindernissen und den Wänden auszuweichen. Weiterhin soll das Boot verschiedene Zusatzfunktionen haben welche Aufgaben in einem Szenario erfüllen. Das Boot soll in dem gelehrten Prototyping-Prozess durch viele Iterationen entwickelt werden.

Szenario

Ein Becken welches 2m*3m groß ist. In der Mitte des Beckens befindet sich
eine Insel. In dem Becken schwimmen RFID Tags. Diese stellen drei verschiedene Rohstoffe dar: Fisch, Weizen und Öl.
Die Insel soll autonom mit Rohstoffen versorgt werden. 
Jeweils ein Boot ist für einen dieser Rohstoffe zuständig. 
Sobald ein Boot einen dazugehörigen Tag gescannt hat, fährt es zurück zur Insel und übergibt die Rohstoffe der Insel.

Schwimmtest

Der Startpunkt dieses Projekts war ein Schwimmtest. In dieser testeten wir die Tauglichkeit verschiedene Bootsrümpfe für unser Szenario. Wir wählten folgende Bootsformen: Katamaran, Trimaran und ein Floß.

Diese testeten wir auf:
- proportionale Tragkraft 
- Kurshalte-Fähigkeit
- Stabilität 
- Agilität 
- Möglichkeit einen RFID Scanner anzubringen.

Die Ergebnisse verglichen wir miteinander. Aufgrund der größten Stabilität und der besten Agilität entschieden wir uns für eine Trimaran-Form.

Prototyping Prozess

Der Prototyping Prozess erstreckte sich über mehrere verschiedene Boots-Prototypen. 
Mit den Prototypen führten wir Tests zu Code, Rumpf und die Motorsteuerung durch. Die daraus gesammelten Erkenntnisse flossen bei jeder Iteration in den neuen Prototypen ein. Die Komponenten wurden immer besser aufeinander angepasst und die Komplexität des Systems stieg.
So stieg mit jeder weiteren Iterationsstufe auch Arbeitsaufwand und die Kosten des Prototypen an.

Tracking

Zusätzlich zu der autonomen Steuerung des Bootes, entwickelten wir ein Tracking System. Dieses läuft auf einer Website, welche die Koordinaten und die Rotation des Bootes erkennen und auswerten kann. Sobald unser Boot einen RFID Tag im Wasser gescannt hat, stoppt die Autonome Steuerung des Bootes. Ab diesem Punkt wird das Boot mithilfe des Trackings zurück zur Insel gesteuert. Ist die Insel erreicht wird die Autonome Steuerung des Bootes wieder aktiviert und das Boot sucht weiter nach RFID Tags.

Für genauere Erklärungen zum Projektverlauf und zu jedem Prototyp steht die detaillierte Dokumentation zum Download zur Verfügung.