Runestone 2011: WALL-E

Uppdaterad 2011-03-31 med källkod och lite mer information

Vi har under de senaste 7 veckorna arbetat med ett projekt i en kurs som heter “Distribuerade system med projekt”. Vår projektbeskrivning var i korta drag detta:

“You are to design and implement a complete software system that provides Internet access to semi-autonomous soft-realtime robot.”

Då hälsar vi WALL-E välkommen!


WALL-E med orginalet

Introduktion

WALL-E är konstruerad i Lego, den är ifrån Lego Mindstorms NXJ och omflashad med LeJOS för att vi ska kunna köra Java på den.

Vårt projekt krävde att vi skulle kunna styra roboten från vilken klient som helst, därför valde vi att köra Java RMI mellan våra olika system.


System diagram

Klienten


Windowsklienten

Klienten är skriven som en Java-applet och kan därför köras ifrån alla möjliga operativsystem, de vi har testat är Linux, Mac OS X samt Windows 7. Den ansluter till ett externt ip som “robotservern” körs på.

 


Dataflöde – Manuellt läge

Ovan ser ni även hur flödet ser ut när vi skickar enskilda kommandon ifrån det manuella läget i klienten.

Autopiloten

I projektet ingick även att vi ska samarbeta med en annan robot i Sverige och söka av ett rum. Vi satte därför upp ytterligare en service som sköter kartan, den körs via RMI och använder sig av en MySQL-databas som robotarna sedan kommunicerar med via interfaces. Kartan genereras sedan med hjälp av GD och PHP och skickas sedan till klienten.

Denna del är den som tagit överlägset längst tid, vår autopilot gör väldigt komplicerade beslut på egen hand. Bra jobbat Julius, Erik och Henrik!

 


Dataflöde – Autopilot

När roboten körs i autopilot-läget så gör den inga beslut själv, alla beslut sker genom robotservern och den i sin tur kontrollerar hela tiden med kartservern vilka ytor som är lediga/upptagna.

Kartläggningsalgoritm

  • Allting baseras på en “tile map” för att förenkla algoritmen.
  • Den använder en egenkomponerad Dijkstra-algoritm med viktbaserad beslutshantering för all kartläggning.
  • Den använder även ett poängsystem för att bestämma vilken del av kartan den ska besöka härnäst.
  • Varje gång den kollar något så kollar den detta tre gånger, med små vinkelskiftningar, för att förbättra avläsningen.

Demonstration

Detta är en 40 sekunder lång demonstration, där WALL-E har kört igenom en hinderbana och håller på att slutföra kartan. Håll koll på den övre högra delen på kartan på laptopen där den monterar ut väggarna allt eftersom den flyttar på sig (jag ber om ursäkt att ljudet hackar i videon).

Källkod

Finns i Runestone2011 på Github.

Tyvärr verkar den ha tappat all commit-historik när jag flyttade över det, det var lite trist. För en fullständig historik av commitsen så har jag en lokal kopia lagrad med all information.

Så här i efterhand så är vi väl inte särskilt nöjda med kodresultatet, vi hade nog gjort om det mesta på ett “bättre” sätt.