JORGE Benutzerhandbuch
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1. Abbildung 2 2 Einstellungen Dieser Dialog fasst alle Einstellungen die JORGE betreffen zusammen 2 2 1 1 Render Settings Die Render Settings definieren das 3D Ausgabesystem JORGE unterst tzt derzeit nur DirectX 9 Wenn Sie Schwierigkeiten mit der Anzeige haben sollten Sie die Einstellungen fiir das Rendering Device berpr fen Dazu aktivieren Sie die entsprechende Zeile im Textfeld und w hlen Ihre Grafikkarte in der Liste aus in Abbildung 2 2 ist die Liste mit Choose An Option angeschrieben 2 2 2 World Settings World Settings El World World Terrain D workspace jorge n Gravity x 0 Y 9 80665 Z a Restore Default Gravity Abbildung 2 3 Welt Einstellungen Der Dialog World Settings fasst Einstellungen der virtuellen Welt zusammen Mit der Option World Terrain k nnen Sie eine Datei angeben die festlegt wie die virtuelle Welt aussieht welche Vorausset zungen erf llt sein m ssen k nnen Sie dem Abschnitt 3 2 entnehmen In den Textfeldern die mit Gravity zusammengefasst werden legen Sie die Richtung und die Be schleunigung 44 der Erdanziehung fest Abbildung 2 4 zeigt die Ausrichtung des Koordinatensystems Seite 14 IE LsiE JORGE Jeopardize the organisation s evolution Bitte beachten Sie dass Sie mit X Y Z einen Richtungsvektor beschreiben Wenn also die Gravitation senkrecht nach unten zeigen soll muss die Y Komponente negativ sein Y Abbil2. 1 Erstellung der Heightmap mit Hilfe eines Tools wie Freeworld3D oder Terragen Texture mit Hilfe der oben genannten Tools dar ber legen Export der Heightmap in eine bmp oder raw Datei Export der Terrain Textur und der Detail Terrain Textur Se eS oe Erstellung der cfg Datei eine Vorlage kann im Ordner lt JORGE Installations Ordner gt media config gefunden werden Seite 22 ERT JORGE Jeopardize the organisation s evolution 3 3 Sensoren hinzuf gen JORGE wurde so konzipiert dass andere Entwickler neue Sensoren erstellen k nnen und Sie diese Sen soren zu JORGE hinzuf gen k nnen Damit JORGE diese neuen Sensoren l dt m ssen Sie die Dateien die Sie vom Entwickler oder von dessen Website erhalten in das Verzeichnis lt JORGE Installations Verzeichnis gt media plugins Release kopieren und JORGE gegebenenfalls neu laden Der Dialog Ein stellungen siehe 2 2 1 zeigt alle geladenen Sensoren an Seite 23 IE ii JORGE Jeopardize the organisation s evolution Seite 24 ERT JORGE Jeopardize the organisation s evolution Anhang A Java Installation Eine Java Installation ist nicht n tig wenn Sie vorkompilierte Roboter Programme ausf hren wollen Wenn Sie jedoch Programme selber schreiben ist ein Java SDK Software Development Kit unerl sslich Java kann kostenlos von http java sun com heruntergeladen werden Dort finden Sie auch ausf hrliche Installationsanleitungen Merken Sie sich
3. Settings Render Settings Rendering Subsystem Direct3D9 Rendering SubSystem Anti aliasing None Floating point mode Fastest Full Screen No Rendering Device NVIDIA Quadro FX 3400 Sync No Video Mode 1280 x 1024 16 bit colour Choose An Option x Environment Settings These Settings are used by the compiler of the Source Code Editor Java Compiler e g javac exe choose Lelos Directory choose Loaded Sensor Plugins Name Version Description Author Right Touch Sensor Jo 1 A Touch Sensor JORGE Team Compass Sensor 0 1 A Compass Sensor JORGE Team Left Touch Sensor 0 1 A Touch Sensor JORGE Team Abbildung 1 1 Einstellungen Wenn Sie JORGE das erste Mal starten erscheint der obige Dialog damit k nnen Sie die wichtigsten Einstellungen vornehmen e Render Settings Hier k nnten Sie das Darstellungssystem f r 3D ausw hlen OpenGL und Direct3D7 werden leider nicht unterst tzt e Environment Settings Um Programme mit dem in JORGE eingebauten Editor dazu sp ter mehr zu schreiben muss angegeben werden wo das Programm javac exe zu finden ist und wo Sie LeJOS installiert haben Klicken Sie auf die Schaltflache Choose um die Einstellungen vorzunehmen Ein Beispiel Seite 5 sikii isi JORGE Jeopardize the organisation s evolution Java Compiler C j2sdk1 4 2_09 bin javac exe LeJos Directory C java lejos
4. 17 Connected Motor 16 Current FPS 13 Current Position 12 Damping 16 DirectX 14 Edit Program Source 8 16 Editor 17 Emulation 13 Environment Settings 5 Exit 12 Farbe ndern 13 Fds 17 File 18 Friction 17 Grafikausgabe 13 Gravity 14 16 Hindernis 7 13 21 Hindernisse 13 Koordinatensystem 15 LCD 13 LCD Output 13 Link 9 17 Load 8 13 Loaded Sensor Plugins 6 main Methode 17 Manual Drive 12 Mass 16 Massenmittelpunkt 16 Maus 7 Max Torque 16 Menu File 11 Menu Help 12 Menu Robot 12 Menu Simulation 12 Mesh 16 Min Torque 16 Modus Roboter Ansehen 10 18 19 Modus Simulation 10 18 Modus Simulation geschlossen 18 Modus Welt Konfigurieren 10 18 19 Motor Settings 16 Name 15 New Simulation 11 Obstacle Toolbar 13 Open Documentation 12 Open LeJos Api 8 18 Open Simulation 11 Pause 13 Power 16 Prepare Simulation 12 Program Binary 13 Redline 16 Remove Robot 12 Render Device 14 Render Settings 5 14 Replace Robot 12 Restore Defaults 16 17 Robot Control 12 Robot Details 13 Robot Log 8 10 13 Robot Settings 13 15 Roboter 7 Roboter Name 13 RobotTab 7 8 12 15 rotes Kreuz 7 Save 11 Save As 12 28 IE LsiE JORGE Jeopardize the organisation s evolution Sensor 1 17 Sensor 2 17 Sensor 3 17 Sensor Settings 17 Settings 12 Simulation 6 Source Files 16 Spring 16 Start 13 Start Po
5. e 1 3 1 Hindernisse Einf gen nennen 1 3 2 Roboter Einf gen s lt ar E a ee ee DE AA 1 4 Ein bestehendes Programm Laden nn nn ne 1 5 Editor Ein Programm erstellen 2 2 2 oo nun nn 1 5 1 Programm Erstellen teca Wear San an AE ARS 1 5 2 Das Programm Kompilieren Linken und Laden 1 6 Hauptfenster Roboter Ansehen Modus 2 2 2m nn nn 1 7 Hauptfenster Simulations Modus 2 22 22 2 Emm nn nn berblick 21 Das H uptfenster 4 2 a aja Ble a amp ee ren a Rene 2 1 1 7 Men leiste ds tac td Beau aaa de bs 2 1 22 Toolbar ar sn a an ee Bee ee betel een led 2 1 3 gt RobotEab ista a era E E AA ae ERE EEE Be ee 2 1 31 Robot Control si a r e i ee daa T a 2 1 3 2 LCD Output 22er een 2 13 3 mulation Lhasa dd a ed Sd ee ds da de 21 34 Robot Details uranio un a o he a a GE ees ae we Genesee Oe A 2 1 3 9 gt Robot LOS ii Y A PRA Ee AG DEREN 2 14 38D Window 2 22 02 482008 A a aes 2 1 4 1 Oyerlay ER A a ee Pa Gh trade a ee ch 2 1 5 Obstacle Toolbar 26 20 2 kesh as OOo Sis e ara RS ea ae 2 2 Dial ge 2 so xg het al ey bite tet a aut teed ok GBS Bae ey ee mateo ei XAT Einstell ngen 2 a me eB eh 2 Bo i De GI a a Dds Render Settings u bd 0 id Blea dh Se hoe 2 2 2 World Settings 40 sa ee we ee HS OG oe CAA AA 2 2 3 Robot Settings vs was ees a REARS eS Go ta hE SAMAR a 2 2 3 1 Robot Dettings y sn nen teeth a de
6. Current FPS Diese Zahl gibt an wie oft der Inhalt des 3D Windows neu gezeichnet wird pro Sekunde e Average FPS Die durchschnittliche Anzahl gezeichneter Frames pro Sekunde e Best FPS Der Beste je erreichte Wert seit Sie JORGE gestartet haben e Triangle Count Die Anzahl Dreiecke aus der das angezeigte Bild aufgebaut ist 2 1 5 Obstacle Toolbar Die Obstacle Toolbar zeigt Hindernisse an die in die Simulation eingef gt werden k nnen Wenn Sie auf das entsprechende Symbol klicken wird das Hindernisse an dem Ort eingef gt der mit dem roten Kreuz markiert ist Wie Sie selber Hindernisse zu JORGE hinzuf gen ist im Kapitel 3 1 beschrieben Seite 13 ikii ii JORGE Jeopardize the organisation s evolution 2 2 Dialoge 2 2 1 Einstellungen Settings Render Settings Rendering Subsystem Direct3D9 Rendering SubSystem w Anti aliasing None Floating point mode Fastest Full Screen No Rendering Device NVIDIA Quadro FX 3400 Syne No Video Mode 1280 x 1024 16 bit colour Choose An Option E Environment Settings These Settings are used by the compiler of the Source Code Editor Java Compiler e g javac exe Choose LeJos Directory Choose Loaded Sensor Plugins Name Version Description Author Right Touch Sensor 0 1 A Touch Sensor JORGE Team Compass Sensor 0 1 A Compass Sensor JORGE Team Left Touch Sensor 0 1 A Touch Sensor JORGE Team
7. bei der Installation das Verzeichnis in welches Sie Java installieren Dieses Verzeichnis hat normalerweise einen Unterordner bin der das Programm javac exe enth lt Fiir dieses Handbuch wurden folgende Konfiguration verwendet e Java Version 2sdk1 4 2 09 e Installationsverzeichnis C Weitere Informationen http java sun com j2se 1 4 2 install windows htmlhttp java sun com j2se 1 4 2 install windows html Seite 25 IE ii JORGE Jeopardize the organisation s evolution Seite 26 ERT JORGE Jeopardize the organisation s evolution Anhang B LeJOS Installation LeJOS kann von http lejos sf net heruntergeladen werden F r LeJOS gibt es kein Installations Pro gramm Es reicht aus die Datei lejos_ win32_ 2 1 _0 zip in ein Verzeichnis Ihrer Wahl zu entpacken Merken Sie sich wo Sie LeJOS entpackt haben da Sie dieses Verzeichnis JORGE angeben m ssen wenn Sie Programme kompilieren wollen F r dieses Handbuch wurden folgende Konfiguration verwendet e LeJOS Version 2 1 0 Windows Version e Installationsverzeichnis D lejos Anmerkung LeJOS setzt eine Java Installation voraus Weitere Informationen http lejos sourceforge net installwindows htmlhttp lejos sourceforge net installwindows html Seite 27 Index class 17 emu 13 17 About 12 Add Robot 12 Average FPS 13 Best FPS 13 Bouncyness 16 Break 16 Choose Motor 16 Choose Wheel 16 Close Simulation 11 Compile 9
8. che in der ObstacleToolbar angezeigt wird 3 2 Neues Terrain Erstellen P Freeworld3D v2 0 Fle Edit View Terrain Tools Windows Help BtBsGve R FHS Alo y 2 al x 8 A a Terain lt Lighting s 3D Height 1 More El s Cached Meshes B Scene Meshes Fal len z a a E Scene Explorer Fps 68 Camera 108 34 1531 565 57 Mouse 20469 811 591 27 Abbildung 3 1 Screenshot Freeworld3D Das Terrain kann ber mehrere Wege erstellt werden In diesem Abschnitt werden allgemeine Infor mationen zur Erstellung eines Terrains gegeben Das Rendering eines Terrains wird in OGRE von der Klasse TerrainSceneManager bernommen F r die korrekte Interpretation eines Terrains sind folgende Dateien notwendig e Heightmap ist ein Graustufen Bild in welchem jedes Pixel einen H henwert repr sentiert Der Farbwert 0 steht f r den tiefsten Punkt der Farbwert 255 f r den H chsten e Terrain Textur bildet das Terrain von oben ab e Detail Terrain Textur wird verwendet wenn der Betrachter das Terrain von nahem betrachtet e cfg OGRE spezifisch Tr gt die Daten zusammen und enth lt zus tzliche Informationen wie die Bemessung des Terrains oder die maximale H he im Koordinatensystem von OGRE Weitere Informationen und die genauen Angaben zur cfg Datei finden Sie unter Terrain howto http www ogre3d org wiki index php Terrain_Scene_Manager Abfolge der Schritte f r die Erstellung eines Terrains
9. Ansehen Modus Eigentlich ist nun alles bereit um die Simulation und somit das Programm zu starten Der zweite Modus erm glicht es Ihnen den Roboter von allen Seiten anzusehen und die Farbe zu ver ndern Um in diesen Modus zu wechseln k nnen Sie die Aktion Robot View Robot im Menii ausl sen oder das entsprechende Symbol in der Toolbar w hlen Die Abbildung 1 6 zeigt den Roboter nachdem die Farbe ver ndert wurde Seite 9 In diesem Modus sind folgende Aktionen m glich sikii ii JORGE Jeopardize the organisation s evolution JORGE Control Bax Eile Robot Simulation Help P lt 3 Robot 1134494628 Robot Control Current Position X 2637 421875 z 2269 101563 LCD Output Emulation Robot Details Robot Name Robot 1134494628 Program Binary Robot colour I Change L Robot settings Edit Program Source AUTE Abbildung 1 6 Roboter Ansehen e Mit den Pfeilen der Tastatur kann der Roboter in jede Richtung gedreht werden 1 7 Hauptfenster Simulations Modus Nachdem Sie vom Roboter Ansehen Modus zuriick in den Welt Konfigurieren Modus gewechselt haben Menu Simulation gt Prepare Simulation kann die Simulation nun gestartet werden L sen Sie dazu die Aktion Simulation gt Start Simulation aus Sobald der Simulations Modus aktiviert ist werden alle Roboter bzw dessen Programme gestartet Im Robot Log werden alle I
10. Eine kurze Anleitung zur Installation von LeJOS und Java finden Sie im Anhang A bzw B e Loaded Sensor Plugins Hier wird lediglich angezeigt welche Sensoren geladen wurden Nachdem Sie alle Einstellungen vorgenommen haben k nnen Sie die Konfiguration mit OK abschliessen 1 2 JORGE gestartet Was nun Nun zeigt JORGE ein leeres Fenster mit deaktivierten Schaltflachen an Dies liegt daran dass Sie noch ppa y Z JORGE Control Lice Eile Robot Simulation Help New Simulation G Open Simulation 2 A Settings by Exit Abbildung 1 2 Haupt Fenster keine Simulation erstellt bzw ge ffnet haben Eine Simulation k nnen Sie mit einem Dokument in einem Textverarbeitungsprogramm vergleichen In einer Simulation werden s mtliche Einstellungen gespeichert Dies erm glicht es Ihnen eine Simulation vorzubereiten und verschiedene Roboterprogramme mit genau gleichen Voraussetzungen zu testen W hlen Sie wie in der Abbildung 1 2 abgebildet die Funktion File New Simulation um eine neue Simulation anzulegen Im Abschnitt 2 2 wird auf den nun angezeigten Dialog in dem es darum geht die Welt auszuw hlen und die Gravitation f r diese Welt festzulegen genauer eingegangen W hlen Sie Done um mit den Standardeinstellungen fortzufahren 1 3 Hauptfenster Welt Konfigurations Modus Jetzt wird eine neue Simulation angelegt und die Benutzeroberfl che ver ndert ihr Aussehen Sie befinden sich nun im Welt Konfig
11. Emulation ber die Schaltfl chen Start Pause und Stop kann im Simulations Modus siehe Abschnitt 2 3 4 das Roboter Programm kontrolliert werden 2 1 3 4 Robot Details Jedem Roboter kann ein Name vergeben werden Um den Namen dauerhaft zu ndern schliessen Sie die Eingabe des Namens mit der Enter Taste ab der Angezeigte Name im Reiter des Robo Tabs wird nun aktualisiert Mit der Schaltfl che Load kann ein bereits kompiliertes und gelinktes Roboter Programm in den virtuellen Roboter geladen werden Wenn Sie das Programm mit JORGE erstellt haben tr gt die zu ladende Datei die Endung emu Wenn ein Programm geladen ist wird dessen Dateiname im Textfeld Program Binary angezeigt Sie k nnen ein bereits geladenes Programm auch ersetzen Im Modus Roboter Ansehen k nne Sie die Farbe des Roboters ndern Dazu klicken Sie auf die Schaltfl che Change und w hlen im Dialog die gew nschte Farbe aus Die Schaltfl che Robot Settings ffnet den Dialog Robot Settings siehe Abschnitt 2 2 3 und die Edit Program Source startet den Editor Abschnitt 2 6 2 1 3 5 Robot Log Wenn das Roboter Programm Instruktionen an den virtuellen Roboter schickt werden die Details in diesem Textfeld ausgegeben 2 1 4 3D Window Dieser Teil der Benutzeroberfl che zeigt die virtuelle Welt an Je nach Modus siehe Kapitel 2 3 nimmt die Maus und die Tastatur eine andere Funktion an 2 1 4 1 Overlay Hier sind Einzelheiten der Grafikausgabe angezeigt e
12. Pedy Ree aE Moe ede a Spel a 2 2 3 2 Motor Settings Ya en eee ee KA PERE A eS 2i2 3 3 Wheel Settings os ease gita eb sn en Oe ee Hos a ble a 2 2 3 4 Sensor Settings so e 2 ooo e Q2A AOL re IN le ee eg BS LA A de das 223 Modiss A tn pect he ds ee a o e De a tata de e it 2 3 1 Modus Simulation geschlossen 2 2 22 2 nun nn 2 3 2 Modus Welt Konfigurieren 2 2 Comm non 2 3 3 Modus Roboter Ansehen CC nn nn 2 3 4 Modus simulations 204 224 amp a is eS SR ke et aaa SO vo sa oa a au ikiii JORGE Jeopardize the organisation s evolution 3 JORGE Erweitern 21 3 1 Neue Hindernisse Erstellen 2 22 aaa a 21 3 2 Neues Terrain Erstellen 2 22 2 oo aaa a en 22 3 3 Sensoren hinzuf gen gt so s aceda aa e ri Er een 23 A Java Installation 25 B LeJOS Installation 27 Tiiter tur serisine am E A ns Ei das Ber SO Ge nee 28 Seite 4 PR ERT JORGE lJeopardize the organisation s evolution Kapitel 1 Erste Schritte In diesem Kapitel wird Schritt fiir Schritt erkl rt wie Sie Hindernisse und Roboter in die virtuelle Welt einf gen k nnen Im zweiten Teil wird ein Roboter Programme erstellt und auf dem virtuellen Roboter ausgefiihrt 1 1 Der Aufruf von JORGE Wie unter Windows blich kann JORGE bequem ber den entsprechenden Eintrag im Start Men gest artet werden Wenn Sie bereits eine JORGE Projektdatei haben wird JORGE ausgefiihrt wenn Sie diese Datei ffnen Doppelklick
13. anisation s evolution Thread sleep 2000 Motor C stop Thread sleep 2000 Motor C stop Motor A stop Motor A backward Motor C forward Thread sleep 6000 Motor A stop Motor C stop 1 5 2 Das Programm Kompilieren Linken und Laden Source Code Editor Quay Eile Edit View Extra Window Help gt A amp Compile Link Upload Open LeJos Api aaee HelloRobot public class HelloRobot a wi public static void main String args throws Exception v Motor A forvard Motor C forward Thread sleep 2000 Motor C stop Thread sleep 2000 Motor C stop Motor A stop Motor A backward Motor C forward Motor A stop Motor C stop T y v sI y gt Setting Environmet JAVAC C j2sdk1 4 2_09 bin javac exe Setting Environmet LEJOS_HOME D lejos Compile Command D lejos bin lejosc exe target 1 1 C java He C java HelloRobot java 16 expected A 1 error sam Done ssa al Abbildung 1 5 Kompilieren Abbildung 1 5 zeigt den Editor nachdem die Aktion Compile ausgefiihrt wurde Im unteren Teil ist die Ausgabe des Compilers zu sehen der einen Fehler beim kompilieren festgestellt hat Wenn der Compiler keine Fehler beanstandet kann das Programm mit der Aktion Link gelinkt werden und wenn auch diese Aktion erfolgreich ist kann das Programm mit der Schaltfl che Upload auf den Roboter tibertragen werden 1 6 Hauptfenster Roboter
14. den welche Sie unter lt JORGE Installations Ordner gt lejos finden Wie man eigenen Programme schreiben und laden kann wird im n chsten Kapitel beschrieben 1 5 Editor Ein Programm erstellen 1 5 1 Programm Erstellen Wahlen Sie nun Edit Program Source Ein Fenster mit dem Namen Source Code Editor wird ge ffnet W hlen Sie die Aktion File New um eine neue Datei zu erstellen Jetzt muss ein Verzeichnis und ein Dateiname fir die neue Datei angegeben werden Fiir dieses Beispiel w hlen wir den Dateinamen Hello Robot java Bevor Sie nun mit dem Schreiben des Programms beginnen k nnen m ssen Sie eine weitere Frage von JORGE beantworten Soll die Datei die Sie eben erstellt haben ins Projekt aufgenommen werden Wenn Sie die Frage mit Ja beantworten wird das n chste Mal wenn Sie auf die Schaltfl che Edit Program Source klicken die Datei HelloRobot java ge ffnet Wenn Sie dies nicht m chten antworten Sie mit Nein Sie k nnen nun die folgenden Zeilen Quelltext in den Editor kopieren oder selber ein Programm schreiben Wenn Sie mehr Informationen zu den eingesetzten Funktionen erhalten m chten k nnen Sie in der Toolbar auf die Schaltfl che Open LeJos Api dr cken in ihrem Browser wird dann die LeJOS Dokumentation ge ffnet import josx platform rcx public class HelloRobot public static void main String args throws Exception Motor A forward Motor C forward Seite 8 died e JORGE Jeopardize the org
15. dung 2 4 Koordinatensystem 2 2 3 Robot Settings Robot Settings El Robot Settings Motor Settings Name Robot 1134545105 Choose Motor Motor 1 v Source Files Redline 10 Break 1000 Min Torque 0 25 Max Torque 0 4 Binary Program pa Mesh Wheel Settings Choose Wheel Wheel 1 v SERNES ZEN x 00 Connected Motor Motor 1 v Y Mesh zZ 1703 Mass 0 01 Gravity Mass 0 1 Break 0 001 x 0 Bouncyness 0 Y 0 5 Friction 100 z 0 Fds 1 Restore Defaults Suspension Spring 0 01 Sensor Settings Sensor 1 Right Touch Sensor M Sensor 2 Compass Sensor v Sensor 3 Left Touch Sensor v Done Damping 0 1 Step 0 01 Restore Defaults Abbildung 2 5 Roboter Einstellungen Das Fenster Robot Settings fasst alle Einstellungen eines Roboters zusammen Sie werden in der JORGE Projektdatei abgespeichert so dass eine Simulation jederzeit wieder hergestellt werden kann 2 2 3 1 Robot Settings e Name Ein frei w hlbarer Name mit dem Sie einen einzelnen Roboter benennen k nnen Der Name wird im Reiter des RobotTabs angezeigt Seite 15 EI ii JORGE Jeopardize the organisation s evolution Source Files Hier k nnen Sie die Quelltexte die zu einem Roboter Programm geh ren einem Roboter zuordnen Sie werden automatisch im Editor ge ffnet werden wenn Sie im RobotTab auf die Schaltfl che Edit Program Source klicken Start Position Beschreibt die Ausgangsposition des Roboter
16. enden Aktionen aus der Men leiste und der Toolbar besitzen das gleiche Icon 2 1 3 RobotTab Ein RobotTab repr sentiert einen Roboter Die einzelnen Bestandteile werden in diesem Abschnitt be schrieben und zwar in der Reihenfolge wie sie auch auf der Benutzeroberfl che von oben nach unten auftreten 2 1 3 1 Robot Control Hier wird die Start Position Current Position des Roboters angezeigt Die Start Position legt fest von wo der Roboter startet wenn Sie die Simulation starten Nutzen Sie die Schaltfl che Replace Robot um den Roboter an den Ort zu verschieben der durch das rote Kreuz markiert wird Manual Drive erm glicht es Ihnen den Roboter von Hand zu steuern Folgende Tasten der Tastatur k nnen zur Navigation genutzt werden e R Linker Motor vorw rts e I Rechter Motor vorw rts e D Linker Motor stop e K Rechter Motor stop e F Linker Motor r ckw rts e J Rechter Motor r ckw rts Bemerkung Diese Tastatureingaben sind nur m glich wenn sich der Mauszeiger innerhalb des 3D Window siehe 2 1 4 befindet Seite 12 IE LsiE JORGE Jeopardize the organisation s evolution 2 1 3 2 LCD Output Das Roboter Programm kann hier Zahlen und Symbole anzeigen LeJOS sieht vor dass auf dem LCD Dis play auch Buchstaben ausgegeben werden k nnen dies wir von JORGE nicht unterstiitzt Diese Anzeige hat experimentellen Status d h die Entwickler von JORGE k nnen nicht garantieren dass die Ausgabe korrekt ist 2 1 3 3
17. er die Toolbar zu erreichen e File New Simulation Erstellt eine neue Simulation ffnet den Dialog 2 2 2 l Open Simulation ffnet eine Simulation die in eine Datei abgespeichert wurde l Close Simulation Schliesst eine bereits ge ffnete Simulation Save Speichert eine ver nderte Simulation ab Seite 11 EI ii JORGE Jeopardize the organisation s evolution Save As Speichert eine Simulation in einer Datei Settings Offnet den Dialog Einstellungen 2 2 2 Exit Beendet JORGE e Robot Add Robot Fiigt einer bereits ge ffneten Simulation ein Roboter hinzu F r jeden Roboter wird ein neuer RobotTab erstellt 2 1 3 Remove Robot Entfernt den zum ausgew hlten RobotTab geh renden Roboter aus der Simu lation View Robot Aktiviert den Modus Roboter Ansehen 2 3 3 e Simulation World Settings ffnet den Dialog 2 2 2 Prepare Simulation Wechselt in den Modus Welt Konfigurieren Modus 2 3 2 Start Simulation Wechselt in den Modus Simulation 2 3 4 e Help Open Documentation Offnet diese Dokumentation About Informationen tiber die Entwickler von JORGE 2 1 2 Toolbar Die Toolbar enth lt h ufig gebrauchte Aktionen die auch ber die Men leiste erreichbar sind Die Schalt fl chen der Men leiste sind nicht mit Text bezeichnet Halten Sie die Maus ein paar Sekunden ber die Schaltfl chen damit eine Beschreibung angezeigt wird Die sich jeweils entsprech
18. gt xml definiert die Masse sowie die Form der Bounding Box welche benutzt werden soll box oder sphere box und sphere sind dynamische Hindernisse die in der 3D Szene verschoben werden k nnen Es k nnen auch Hindernisse als static definiert werden Das bedeutet dass keine Bounding Box sondern jedes einzelne Polygon kollidiert Dabei ist zu beachten dass die Position eines static Hindernisses unver nderbar ist lt xml version 1 0 encoding utf 8 gt lt obstacle xmlns http jorge hta bi ch jorgeobstacle xmlns xsi http www w3 org 2001 XMLSchema instance xsi schemaLocation http jorge hta bi ch jorgeobstacle file jorge obstacle xsd gt lt mass gt 100 lt mass gt lt type gt box lt type gt lt obstacle gt e lt name gt mesh die Daten des 3D Modells Diese Datei muss mit einem 3D Modellierer erstellt werden Eine gute Anleitung finden Sie e lt name gt material legt die Oberfl chen Textur fest ein Beispiel material Ac3d Crate Mat001_Tex00 technique pass ambient 1 1 1 1 diffuse 1 1 1 1 texture_unit texture crate png Seite 21 oof 53 ds HE JORGE Jeopardize the organisation s evolution Eine ausf hrliche Anleitung finden Sie auf der OGRE http www ogre3d org docs manual manual_15 html Homepage e lt name gt gif Eine Bilddatei die Formate bmp gif xbm und xpm werden unterst tzt die wenn m glich 80x80 Pixel gross ist und als Vorschau auf der Benutzeroberfl
19. n siehe Abschnitt 2 1 3 und 2 2 3 e Den Roboter manuell steuern siehe Abschnitt 2 1 3 1 Bestehendes Roboter Programm laden siehe Abschnitt 1 4 e Roboter Programm erstellen siehe Abschnitt 1 5 1 e In den Roboter Ansehen Modus wechseln e In den Simulations Modus wechseln Seite 18 IE LsiE JORGE Jeopardize the organisation s evolution 2 3 3 Modus Roboter Ansehen Abbildung 2 9 Roboter Ansehen In diesem Modus k nnen Sie den Roboter ansehen und dessen Farbe ver ndern Sie k nnen e die Farbe des Roboters ndern siehe Abschnitt 2 1 3 4 e den Roboter ansehen siehe Abschnitt 1 6 e zur ck in den Modus Welt Konfigurieren wechseln 2 3 4 Modus Simulation gt n t2 3 Abbildung 2 10 Simulation Beim Wechsel in diesen Modus werden alle Roboter Programme gestartet Sie k nnen e die Kamera bewegen wie in Abschnitt 1 3 beschrieben e Roboter stoppen starten oder pausieren siehe Abschnitt 2 1 3 3 e zur ck in den Modus Welt Konfigurieren wechseln Seite 19 IE ii JORGE Jeopardize the organisation s evolution Seite 20 ERT JORGE Jeopardize the organisation s evolution Kapitel 3 JORGE Erweitern 3 1 Neue Hindernisse Erstellen Es ist m glich eigene Hindernisse zu definieren und sie zu JORGE hinzuzuf gen Dazu m ssen Sie im Unterverzeichnis lt JORGE Installations Ordner gt media obstacles vier neue Dateien anlegen Ersetzen Sie lt name gt mit einem Wort Ihrer Wahl e lt name
20. n kann Seite 17 ikiii JORGE Jeopardize the organisation s evolution e Upload L dt das gelinkte Programm in den Roboter Wie beim linken muss im Editor die Da tei ausgew hlt sein welche die main Methode enth lt Programme k nnen nur im Modus Welt Konfigurieren in den Roboter geladen werden e Open LeJos Api ffnet das LeJOS API Java Dokumentation in einem externen Browser 2 3 Modi JORGE unterscheidet vier verschiedene Modi die in diesem Abschnitt erkl rt werden Die Toolbar zeigt an in welchem Modus Sie sich gerade befinden 2 3 1 Modus Simulation geschlossen Abbildung 2 7 Simulation Geschlossen Wenn Sie JORGE starten ist JORGE solange in diesem Modus bis Sie eine Simulation durch die ent sprechende Aktion im Men File erstellen oder ffnen Wenn Sie eine ge ffnete Simulation ber das Men File schliessen gelangen Sie wieder in diesen Zustand 2 3 2 Modus Welt Konfigurieren a BA Abbildung 2 8 Welt Konfigurieren Sobald eine Simulation ge ffnet wird wechselt JORGE in diesen Modus Hier geht es darum dass Sie die Roboter f r die Simulation vorbereiten d h Sie haben die M glichkeit Roboter und Hindernisse in die Welt einzuf gen und die gew nschten Einstellungen vorzunehmen In diesem Modus stehen folgende Aktionen zur Verf gung e Die 3D Welt erkunden siehe Abschnitt 1 3 e Hindernisse einf gen siehe Abschnitt 1 3 1 e Roboter einf gen siehe Abschnitt 1 3 2 e Roboter konfiguriere
21. nstruktionen mit denen das Programm den virtuellen Roboter steuert gezeigt Beim Beispiel aus dem Abschnitt 1 5 1 wird folgendes Ausgegeben Reading binary C java HelloRobot emu Installing binary 80240944 Checking validity of magic number Engine starting Set Motor O Forward Set Motor 2 Forward Set Motor 2 Brake Set Motor 2 Brake Set Motor O Brake Set Motor O Backward Set Motor 2 Forward Set Motor O Brake Set Motor 2 Brake Reading binary C java HelloRobot emu Installing binary 80140032 Checking validity of magic number Engine finished Das Programm kann nun beliebig oft tiber das RobotTab gestartet pausiert oder beendet werden Wenn Sie das Programm nun ver ndern m chten k nnen Sie dies tun indem Sie zur ck in den Welt Konfigu rieren Modus wechseln Menii Simulation gt Prepare Simulation Seite 10 PR ERT JORGE Jeopardize the organisation s evolution Kapitel 2 Uberblick In diesem Kapitel werden alle Komponenten der Benutzeroberfl che vorgestellt und erkl rt 2 1 Das Hauptfenster RoboTab Ogre Window Emulator Output ObstacleToolbar Abbildung 2 1 Hauptfenster Ubersicht Die obige Abbildung zeigt alle Komponenten die in den folgenden Abschnitten erl utert werden 2 1 1 Men leiste Jedes Men in der Men leiste beinhaltet Aktionen die sich auf eine Simulation beziehen Funktionen die man oft ben tigt sind auch b
22. oof f JORGE lJeopardize the organisatia n 1 Diplomarbeit LEGO Mindstorms Simulator JORGE Benutzerhandbuch christof seiler datacomm ch nik netstyle ch stefan feissli hispeed ch 16 Dezember 2005 EI ii JORGE Jeopardize the organisation s evolution Was ist JORGE JORGE ist eine 3D Simulation fiir LEGO Mindstorms Roboter Wie beim Vorbild aus der realen Welt kann man ein Programm auf einen virtuellen Roboter laden das Programm starten und das Verhal ten des Roboters beobachten Zur Darstellung des Roboters und der ihn umgebenden Landschaft nutzt JORGE eine dreidimensionale Ansicht wie man es von aktuellen Spielen kennt Der gr sste Vorteil der Simulation besteht in der Nachbildung von physikalischen Eigenschaften JORGE bietet zum Beispiel die M glichkeit an die Gravitation der virtuellen Welt zu ver ndern oder die Kraft der Motoren zu erh hen Zum einen dient dieses Dokument zur kurzen Einf hrung und Erkl rung der wichtigsten Funktionen von JORGE Zum anderen richtet es sich an Anwender die interessiert sind Roboter Programme in Java zu schreiben und sie zu testen Es setzt voraus dass JORGE erfolgreich installiert wurde Hierzu stellen wir eine ausf hrliche Installationsanleitung zur Verf gung Seite 2 Inhaltsverzeichnis 1 Erste Schritte 1 1 Der Aufruf von JORGE o 1 2 JORGE gestartet Was nun oray a aana ai aa oa ee 1 3 Hauptfenster Welt Konfigurations Modus
23. rations Modus In diesem Modus geht es darum Roboter und Hindernisse in der Landschaft zu platzieren Seite 6 IE LsiE JORGE Jeopardize the organisation s evolution E Control Eile Robot Simulation Help a GA Abbildung 1 3 Hauptfenster Auf die einzelnen Bestandteile der Benutzeroberfl che wird im Abschnitt 2 1 genauer eingegangen Sie k nnen nun zu einer virtuellen Erkundungsreise aufbrechen und sich die Welt ansehen Die Navigation erfolgt mit Maus und Tastatur e Mit der Maus ver ndern Sie die Blickrichtung e Mit den Pfeiltasten der Tastatur k nnen Sie die Kamera in die entsprechende Richtung verschieben Die Tasten Page Up und Page Down bewegen die Kamera horizontal e Mit der Taste Q k nnen Sie den Anzeige Modus ver ndern 1 Standard Ansicht Die Landschaft wird mit allen Details angezeigt 2 Gitternetz Ansicht Die Oberfl che wird nur mit Linienansicht dargestellt 3 Punkte Ansicht Die Oberfl che wird nur durch Punkte repr sentiert 1 3 1 Hindernisse Einf gen Wenn Sie mit der Maus im unteren Bereich des Fensters auf den Fussball klicken wird ein Fussball in die Simulation eingef gt Das rote Kreuz in der Mitte zeigt an wo genau das gew hlte Hindernis eingef gt wird Mit Hindernissen k nnen Sie einen Parcours f r Ihre Roboter gestalten Im Abschnitt 3 1 wird erkl rt wie Sie selber hergestellte Hindernisse hinzuf gen k nnen 1 3 2 Roboter Einf gen Die Robo
24. s in der virtuellen Welt Achten Sie darauf dass die gew hlten Koordinaten vern nftige Werte annehmen sonst verschwindet der Roboter von der Bildfl che die maximalen Werte sind abh ngig vom ausgew hlten Terrain Gravity Hier k nnen Sie den Massenmittelpunkt und die physikalische Masse des Roboters fest legen Mass Das Gewicht des Roboters in Kilogramm 0 X Y und Z Beschreibt den Massenmittelpunkt des Roboters Die Koordinate 0 beschreibt 0 genau die Mitte des Robotermodells Suspension Beschreibt die Federung der Roboter R der Um den Rechenaufwand nicht unn tig zu erh hen haben alle R der die gleichen Feder Eigenschaften Spring Die Federkonstate der Federung eine kleine Zahl beschreibt eine weiche Federung Damping Dies ist ein Mass f r die D mpfung der Federung wie lange es geht bis die Schwin gung aufh rt Step Eine Konstante zur Berechnung der Federung Restore Defaults Setzt die Einstellungen auf die Vorgabe zur ck 2 2 3 2 Motor Settings Choose Motor Hier k nnen Sie den Motor ausw hlen dessen Einstellungen Sie ver ndern m ch ten Redline Die maximale Drehzahl des Motors Break Die Bremskraft des Motors Min Torque Das minimale Drehmoment des Motors Max Torque Das maximale Drehmoment des Motors Restore Defaults Setzt die Einstellungen auf die Vorgabe zur ck 2 2 3 3 Wheel Settings Choose Wheel Hier k nnen Sie das Rad ausw hlen dessen Einstell
25. sition 16 Start Simulation 12 Step 16 Stop 13 Suspension 16 Tastatur 7 10 12 Toolbar 9 12 Triangle Count 13 Upload 9 18 View Robot 12 Wheel Settings 16 World Settings 12 14 World Terrain 14 Seite 29
26. ter sind der wichtigste Teil der Simulation Uber das Men Robot gt Add Robot wird ein neuer Roboter in die Simulation eingef gt Alternativ k nnen Sie auch das gr ne Kreuz in der Toolbar zum Einf gen von Robotern benutzen Wie die Hindernisse werden auch Roboter an der Stelle eingef gt wo das rote Kreuz angezeigt wird Die Abbildung 1 4 zeigt JORGE nachdem ein Roboter eingef gt wurde F r jeden eingef gten Roboter wird auf der linken Seite ein Reiter erstellt RobotTab genannt ber Ihn k nnen alle Einstellungen die einen Roboter betreffen vorgenommen werden Der Roboter der zum aktuellen RobotTab geh rt wird durch einen roten Kreis markiert Seite 7 oof 53 N JORGE Jeopardize the organisation s evolution JORGE Control Ele Robot Simulation Help t 1030 Robot 1134486309 Robot Control Current Position x 2228 275391 z 2812 970459 Boerse Manat LCD Output Emulation Robot Details Robot Name Robot 1134486309 Program Binary Robot Colour Cheng Robot Log Abbildung 1 4 JORGE mit einem Roboter 1 4 Fin bestehendes Programm Laden Ein LeJOS Programm kann ber die Schaltfl che Load auf dem Robot Tab ausgew hlt werden Sobald das Programm geladen ist wird dieses innerhalb des RobotTabs im Textfeld Robot Log angezeigt Wenn Sie JORGE nur testen wollen k nnen Sie Beispielprogramme la
27. throws Exception v Motor A forvard Motor C forvard Thread sleep 2000 Motor C stop Thread sleep 2000 Motor C stop Motor A stop Motor A backward Motor C forward Motor A stop Motor C stop y y v call u J fia Setting Environmet JAVAC C j2sdk1 4 2_09 bin javac exe Setting Environmet LEJOS_HOME D lejos Compile Command D lejos bin lejosc exe target 1 1 C java He C java HelloRobot java 16 expected A 1 error Done lt l Abbildung 2 6 Editor Mit dem Editor k nnen Programme f r die Roboter erstellt werden Der Editor bietet sehr viele Funk tionen die Sie auch in jedem anderen Texteditor antreffen Daher werden hier nur die Eigenheiten dieses Editors beschrieben e Compile Kompiliert den aktuellen Quelltext aktiver Reiter im Editor und alle Klassen die referenziert werden Wenn Sie den Quelltext selber in einer Konsole kompilieren wollen k nnen Sie die n tigen Befehle dem Ausgabefenster entnehmen e Link Der Java Compiler erstellt f r jede Klasse eine class Datei Diese Dateien m ssen zu einer Datei mit der Endung emu zusammengef gt werden damit man sie auf den Roboter laden kann Beim Linken werden ausserdem die eingesetzten LeJOS Klassen zur resultierenden Datei hinzuge f gt Wenn Ihr Programm aus mehreren Java Dateien besteht m ssen Sie im Editor diejenige Datei aktivieren welche die main Methode enth lt damit der Linker Vorgang erfolgreich sei
28. ungen Sie ver ndern m chten Connected Motor Bestimmt welcher Motor dieses Rad antreibt Mesh Diese Option ist deaktiviert mit ihr k nnte ein eigenes 3D Modell f r das Rad gew hlt werden Mass Die Masse des Rades in Kilogramm Power Ist ein Mass f r die Kraft bertragung vom Motor zum Rad und entspricht einer Flieh kraftkupplung Break Wie stark die R der von der Achse gebremst werden k nnen Bouncyness Ein Mass f r den Luftdruck im Rad oder wie fest der Roboter h pft Seite 16 IE LsiE JORGE lJeopardize the organisation s evolution e Friction Die ist ein Mass fiir die Reibung die zwischen dem Boden und den R dern entsteht e Fds Steht fiir Force Dependent Slips also wie fest die Rader bei hohen Kr ften zum Rutschen neigen e Restore Defaults Setzt die Einstellungen auf die Vorgabe zuriick 2 2 3 4 Sensor Settings Hier definieren Sie welche Sensoren an den Roboter angeschlossen sind JORGE kann dank Plugins mit Sensoren erweitert werden siehe Abschnitt 3 3 Da der RCX nur drei Sensor Eing nge besitzt miissen Sie hier festlegen welche Sensoren eingesetzt werden e Sensor 1 LeJOS Sensor S1 e Sensor 2 LeJOS Sensor S2 e Sensor 3 LeJOS Sensor S3 2 2 4 Editor Source Code Editor Joe File Edit View Extra Window Help e D A Compile Link Upload Open LeJos Api eee HelloRobot public class HelloRobot a wi public static void main String args
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