Bachelorarbeit PTZ Kamera - neuronale Netze und TwinCAT3

Kurzschliesser

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Hallo zusammen,

ich bin gerade dabei meine Bachelorarbeit zu entwickeln und habe als Aufgabe:

Eine Konstruktion für eine Ptz-Kamera (Pan-Tilt-Zoom) zu konstruieren und am 3D Drucker zu fertigen. Sie muss sich drehen (360°) und schwenken (270°) können. Dazu sollen passende Antriebselemente gewählt werden. Mittels einer geeigneten Kamera soll eine Auswertung in Echtzeit geschehen die den Antrieb steuert.

Meine Herangehensweise war folgende:
1. Vortrainiertes Neuronales Netz (Tensorflow 1/ da OpenCV Tensorflow 2 nicht unterstützt) , welches Gesichter erkennt.
2.Konstruktion aus dem 3D Drucker für eine Gopro mit Hdmi Videokarte
3.Nema 17 Stepper aus einem alten 3D Drucker als Stellantrieb verbaut.
4.Ansteuerung mittels Arduino UNO und Stepper Shield. (Strom von Labor Netzteil)

Soweit funktionierte die Steuerung halbwegs, wobei die Ansteuerung der Stepper sehr ruckelig war, da die Schritte als einzel Steps über die Serielle Schnittstelle geschickt wurde.

Ich muss zugeben das ich mich mit Sps etc. Weniger auskenne und auch noch nicht ganz deren Vorteil verstanden habe. Die Uni fordert jedoch die Umsetzung meines Projektes mittels TwinCAT3 und das führt natürlich zu einer völligen umplanung meiner bisherigen Idee.

Zudem soll das Programm in C++/CLI geschrieben werden und mittels Windwosforms eine sauberes Frontend geschaffen werden.

Ich habe einige Fragen die ich gerne stellen möchte und hoffe ihr könnt mir mir dabei helfen, für Tipps bin ich auch sehr dankbar.

1. Kann ich Nema Stepper Motoren (0815 Motoren) bei der Nutzung meines Antriebs verwenden?
2. Welche Komponenten muss ich erwerben, damit ich mittels meines Laptops als Soft Sps die Motoren ansteuern kann?
3. Wie viel Leistungseinbuße hat mein Laptop bei der Teilung der CPU zwischen Sps und Betriebssystem, bzw. der Auswertung zur Objekt detektierung?
4. Wo kann ich mir Wissen über die Sps Steuerung in diesem konkreten Fall anlegen?
5. Welche Kamera würdet ihr dazu nutzen? Elektrischer Zoom und eine hohe FPS Rate sollten grundsätzlich sein, da die Auswertung später möglichst in Echtzeit laufen sollen.

Welche Tipps und Erfahrungen habt ihr, die ihr mir mitgeben könnt?
Angefügt habe ich ein Bild meiner momentanen Konstruktion.

Viele Grüße und danke euch im voraus!
Timo
 

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oliver.tonn

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Hallo zusammen,

ich bin gerade dabei meine Bachelorarbeit zu entwickeln und habe als Aufgabe:

Eine Konstruktion für eine Ptz-Kamera (Pan-Tilt-Zoom) zu konstruieren und am 3D Drucker zu fertigen. Sie muss sich drehen (360°) und schwenken (270°) können. Dazu sollen passende Antriebselemente gewählt werden. Mittels einer geeigneten Kamera soll eine Auswertung in Echtzeit geschehen die den Antrieb steuert.
...
Soweit funktionierte die Steuerung halbwegs, wobei die Ansteuerung der Stepper sehr ruckelig war, da die Schritte als einzel Steps über die Serielle Schnittstelle geschickt wurde.

Ich muss zugeben das ich mich mit Sps etc. Weniger auskenne und auch noch nicht ganz deren Vorteil verstanden habe. Die Uni fordert jedoch die Umsetzung meines Projektes mittels TwinCAT3 und das führt natürlich zu einer völligen umplanung meiner bisherigen Idee.

Zudem soll das Programm in C++/CLI geschrieben werden und mittels Windwosforms eine sauberes Frontend geschaffen werden.

Ich habe einige Fragen die ich gerne stellen möchte und hoffe ihr könnt mir mir dabei helfen, für Tipps bin ich auch sehr dankbar.

1. Kann ich Nema Stepper Motoren (0815 Motoren) bei der Nutzung meines Antriebs verwenden?
2. Welche Komponenten muss ich erwerben, damit ich mittels meines Laptops als Soft Sps die Motoren ansteuern kann?
3. Wie viel Leistungseinbuße hat mein Laptop bei der Teilung der CPU zwischen Sps und Betriebssystem, bzw. der Auswertung zur Objekt detektierung?
4. Wo kann ich mir Wissen über die Sps Steuerung in diesem konkreten Fall anlegen?
5. Welche Kamera würdet ihr dazu nutzen? Elektrischer Zoom und eine hohe FPS Rate sollten grundsätzlich sein, da die Auswertung später möglichst in Echtzeit laufen sollen.
Ich kann nur bedingt helfen, aber vielleicht bringt Dich das auch schon weiter.
Kurze Frage vorweg, was studierst Du, Eierlegende Wollmilchsau? Mechanische und elektrische Konstruktion, Fertigung und komplexe Programmierung auf verschiedenen Systemen (SPS und PC) hört sich für mich etwas viel und praxisfremd für eine Person an, aber vielleicht fehlt mir da auch die Erfahrung.
Zu der Frage nach den Vorteilen oder dem Sinn einer SPS. Ein Grund ist das deterministische Verhalten einer SPS, sprich die Abarbeitung erfolgt garantiert innerhalb einer bestimmten Zeit, bei einem "normalen" Windows und auch anderen Betriebssystemen ist dem nicht so und für Echtzeitanwendungen muss das sein. Außerdem bieten die Entwicklungsumgebungen für verschiedene Dinge schon fertige Bibliotheken, so das man nicht alles selber programmieren muss.

Zu 1) Kommt auf die Motordaten an. Wenn die das benötigte Drehmoment liefern und andere Daten auch passen, ja.

Zu 2) Für TwinCAT ist wichtig, dass der Rechner eine kompatible Netzwerkkarte mit Intel Chipsatz hat, bei nicht kompatiblen Karten gibt es einen speziellen Modus, der eventuell ausreichend ist.
Neben dem passenden Rechner, benötigst Du noch einen Buskoppler, z.B. den EK1100, um Beckhoff Klemmen anzuschließen, wenn der Feldbus EtherCAT sein soll, was ich bei der Konstellation als sinnvoll erachte. An diesen kannst Du dann eine EL703X oder EL704X Klemme (Schrittmotorklemmen, das X ist ein Plathalter, Details findest Du bei Beckhoff) anschließen zum direkten Anschluss des Schrittmotors, so dieser passt, aber das kann Dir die Beckhoff Hotline sagen.
Wenn noch andere Signale gesteuert oder eingelesen werden sollen, entsprechend weitere Klemmen, z.B. EL1XXX für digitale Eingangssignale, EL2XXX für digitale Ausgangssignale, EL3XXX und 4XXX entsprechend für analoge Signale.
Übrigens gibt es von Beckhoff auch IPCs mit genügend Leistung und die dann garantiert mit TwinCAT 3 zusammenarbeiten.
An Lizenzen würdest Du später die TC1250 benötigen, wenn Du die Schrittmotorkarte einsetzen möchtest. Die Lizenz beinhaltet eine Lizenz für die SPS (TC1200) und eine für Motion mit bis zu 10 Achsen für Punk zu Punkt Verfahrung (TF5000). Zunächst kannst Du aber mit der Demolizenz arbeiten.
In dem Zusammenhang wäre nur zu überlegen, ob Du wirklich nicht Beckhoff Hardware nutzen möchtest, denn das treibt die Lizenzgebühr eventuell gewaltig in die Höhe.

Zu 3) Das kann ohne den Rechner zu kennen keiner beantworten.

Zu 4) Hier im Forum, im Infosys (Hilfesystem von Beckhoff) und vermutlich gibt es auch auf YouTube noch einiges.

Wenn ein eigenes HMI/Frontend erstellt werden soll kannst Du mit der SPS via ADS kommunizieren und so Befehle (z.B. Motor vor) senden und Daten empfangen. Es gibt von Beckhoff ein recht umpfangreiches HMI System (TF2000 TwinCAT HMI Server), in wie weit das eine alternative wäre müsstest Du prüfen. Beckhoff unterstützt in TwinCAT auch Vision, in wie weit das reicht müsstest Du aber mit Beckhoff klären.
 
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Hack

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Guten Morgen,

ich würde dir nicht unbedingt zur Verwendung von C++ raten. Das ganze bekommst du in der SPS einfacher gelöst. Unter C++ gibt es keine fertigen Vision Bibliotheken und keine Motion Bibliotheken. TwinCAT Vision läuft in der Echtzeit, in der SPS gibt es Bibliotheken dazu.
Wenn es schon eine Bachelorarbeit mit so viel Aufwand ist, wieso dann Windows Forms? Ist doch ziemlich 1990.
Nimm die TwinCAT HMI oder mach eine WPF Anwendung.

Die Fragen hat Oliver eh schon beantwortet. Ich ergänze hier nur noch.
zu 2.) Auf einem Notebook Vision und Motion wird nicht ideal sein. Du brauchst dazu zwei Netzwerkkarten mit Intel Chips, eine für EtherCAT und eine für die Kamera. Unter TwinCAT muss die Kamera GigE Vision unterstützen. Ich würde hier auch Richtung IPC gehen.

Gruß
 

oliver.tonn

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...
Wenn es schon eine Bachelorarbeit mit so viel Aufwand ist, wieso dann Windows Forms? Ist doch ziemlich 1990.
Nimm die TwinCAT HMI oder mach eine WPF Anwendung.
Eben weil die Arbeit schon so mächtig ist, vielleicht nicht auch noch WPF, aber da kann man sich sicher streiten.
Die Fragen hat Oliver eh schon beantwortet. Ich ergänze hier nur noch.
Stimmt nicht, zu 5 konnte ich nichts beitragen, außer jetzt vielleicht Logitech als möglichen Hersteller einmal zu nennen.
 

oliver.tonn

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5. Welche Kamera würdet ihr dazu nutzen? Elektrischer Zoom und eine hohe FPS Rate sollten grundsätzlich sein, da die Auswertung später möglichst in Echtzeit laufen sollen.
Nachtrag: Lies Dir bitte einmal die Definition von Echtzeit durch. Echtzeit hat nichts oder nicht unbedingt etwas mit schnell zu tun, sondern mit einem garantierten zeitlichen Rahmen..
 

Ralle

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Ich schließe mich den obigen Schreibern an. Sprich unbedingt noch enmal mit deinem Betreuer, das ist keine Bachelorarbeit, das ist viel zu zeitaufwändig für so etwas, besonders, wenn du nun umplanen sollst. Die sollen mal auf dem Teppich bleiben und das etwas abspecken. Das Programm allein ist schone eine Bachelorarbeit. C++ und Forms ist wahrscheinlich den Fähigkeiten der Betreuer geschuldet, die wollen das ja weiterverwenden. Warum das dann TC3 sein soll??? Deine Herangehensweise bisher finde ich ganz gut und einer Bachelorarbeit angemessen. Deine Betreuer machen jetzt mind. eine Diplomarbeit daraus. Frag mal nach, ob du nicht auch die Verpackung mitkonstruieren sollst und Werbung + Verkauf übernhemen darfst. (Schuldige, das war etwas Ironie)
 

Blockmove

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Also wenn das eine Bachelorarbeit ist ... wie sieht dann eine Masterarbeit aus?
Eigentlich ist da ja schon jeder deiner Teilaspekte eine eigene Bachelorarbeit.

Wenn er wirklich elektrisch meint, also ein Zoom mit Motorantrieb, sprich optischen Zoom, kenne ich das fast nur von Überwachungskameras.
Ich vermute aber eher ein Fehler in der Wortwahl und er meint elektronischen Zoom oder besser digitalen Zoom

Digitaler Zoom macht eigentlich keinen Sinn im Zusammenhang mit Tensorflow.
 
OP
K

Kurzschliesser

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Erstmal möchte ich mich bei allen für die vielseitigen Antworten bedanken und die bisher entstandenen Fragen beantworten.

@oliver.tonn
1. Ich studiere Maschinenbau und schreibe meine Bachelorarbeit im Mechatronik Labor. An meiner Fachhochschule ist es üblich eine Projektarbeit und eine Bachelorarbeit zu schreiben. Ich bin selber von der Komplexität meiner Bachelorarbeit überrascht, denn nach 2 Semester C++ und einem Labor über Machine Learning, sah ich mich anfangs auch noch nicht dazu in der Lage diese Projekt zu realisieren. Durch die Wahl dieses Projektes erspare ich mir nach Entwicklung die Projektarbeit. So wird es daraufhinauslaufen, dass ich über den Teil der Entwicklung von der Konstruktion meine Projektarbeit schreiben werde und über die Programmierentwicklung letztlich meine Bachelorarbeit verfassen werde.
Ich werde aber auch hier bei meinem Betreuer noch einmal genauer nachhaken.

2. Eine große Problematik besteht bei mir darin, dass aufgrund von Corona die Zugänge zu Uniseitigem Material sehr eingeschränkt sind, weshalb ich das Meiste von Zuhause realisieren wollte. Um mein Privates Budget jetzt nicht noch weiter auszureizen suche ich nach einer Lösung die sowohl praktisch als auch den Anforderungen entspricht.

3. Das die Abarbeitung innerhalb einer fest definierten Zeit letztlich auch als Echtzeit gilt, war mir so noch nicht bewusst. Ich schätze ich hätte mittels des Arduino aber ebenso einen ganz guten Rahmen schaffen können.

4. Die Motordaten müssen nach meiner etwas leihenhaften Berechnung anhand der Kamera Schwenkvorrichtung folgendes Drehmoment aufweisen:

(0,2kg*9,81m/s²)*0,05m = 0,0981Nm

meine Motoren liefern bisher 0,48Nm und hatten sich ja bereits im Test mit dem Arduino bewehrt.
Die Google Suche nach einem Datasheet für diese Motoren gestaltet sich allerdings schwierig, da sie wahrscheinlich nur für den Einsatz in einem 3D Drucker gedacht waren: Google Suchergebnisse

5. Benötigte Komponenten wären demnach:
  • Buskoppler (EK1100)
  • Schrittmotorklemme (Beckhoff EtherCAT Klemme/Antriebstechnik - Hier muss ich noch nachfragen, ob es eine gibt welche lediglich 12V Grundversorgung liefert, da meine Schrittmotoren nicht mit den angegebenen 24V oder 48V laufen)
  • evtl. IPC
  • für zukünftigen Dauereinsatz die Lizenz TC1250 voiin Beckhoff
6. Der Laptop ist einer der wenigen mit einer halbwegs guten Grafikkarte (die noch zu erwerben war) zur Berechnung der neuronalen Netze. Meine Hoffnung war damals, dass ich durch den Laptop diesen auch mit in die Uni nehmen kann, daher die Entscheidung zum Laptop und weg vom Desktop PC.
Einige System Daten habe ich als Bild Anhang hinzugefügt.
Zur realisierung mit 2 Netzwerkkarten wird das mit dem Laptop jedoch nichts werden. Bisher habe ich eine USB Webcam benutzt.

7. Ich soll laut Ausschreibung die Bildverarbeitungsbibliothek OpenCV nutzen um eine Bestimmung eines Sollwertes für Schwenk und Neigbewegung, Zoom und Fokus. Das verkompliziert die Sache ebenfalls erneut, da ich die Entwicklungsumgebung gar nicht kenne und nicht einschätzen kann wie viel möglich ist.

8. Bevor ich die GoPro nutzte hatte ich es mit dieser Kamera versucht:
ELP Webcam 100fps (Amazon Link)
die Problematik sah ich in der realisierung der Motorisierung von Zoom und Brennweite. Da ich damit im Manuellen Zustand bereits Probleme hatte schied diese Kamera für mich aus. Die weiteren Video Daten waren jedoch vielversprechend. Letztlich landete ich so bei meiner alten GoPro 4 welche einen Autofokus verbaut hat. Wie ich darin jedoch den Zoom realisiere ist mir noch nicht ganz klar. Man könnte diesen künstlich errechnen lassen. Das wäre dann kein optischer Zoom sondern Softwareseitig gelöst.
Elektrischer Zoom kam mir nur ins Gedächtnis als ich die Arducam im Internet fand. Diese hat einen Stellantrieb mittels elektrischem Motor.

9. Die Bachelorarbeit wurde als Bachelorarbeit /- Masterarbeit deklariert. Es erspart mir aufgrund des hohen Schwierigkeitsgrad die Projektarbeit. Inwieweit das Gerechtfertigt ist, kann ich noch nicht sagen. Jedoch merke ich, dass auch mein Wissen hier endet und es entweder etwas reduziert werden sollte oder noch einige Semester zusätzlich bedeutet.

Danke euch für eurer Engagement. Ich werde mich auch erneut mit meinem Betreuer auseinandersetzten und einige der hier Angesprochenen Punkte mit ihm klären.

Viele Grüße
Timo
 

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oliver.tonn

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Hallo Timo,
1. Ich studiere Maschinenbau und schreibe meine Bachelorarbeit im Mechatronik Labor. An meiner Fachhochschule ist es üblich eine Projektarbeit und eine Bachelorarbeit zu schreiben. Ich bin selber von der Komplexität meiner Bachelorarbeit überrascht, denn nach 2 Semester C++ und einem Labor über Machine Learning, sah ich mich anfangs auch noch nicht dazu in der Lage diese Projekt zu realisieren. Durch die Wahl dieses Projektes erspare ich mir nach Entwicklung die Projektarbeit. So wird es daraufhinauslaufen, dass ich über den Teil der Entwicklung von der Konstruktion meine Projektarbeit schreiben werde und über die Programmierentwicklung letztlich meine Bachelorarbeit verfassen werde.
Ich werde aber auch hier bei meinem Betreuer noch einmal genauer nachhaken.
OK, das erklärt es ein wenig, ist aber immer noch ganz schön viel.
2. Eine große Problematik besteht bei mir darin, dass aufgrund von Corona die Zugänge zu Uniseitigem Material sehr eingeschränkt sind, weshalb ich das Meiste von Zuhause realisieren wollte. Um mein Privates Budget jetzt nicht noch weiter auszureizen suche ich nach einer Lösung die sowohl praktisch als auch den Anforderungen entspricht.
OK, das ist schlecht, aber da kann ich leider auch nicht wirklich helfen. Aufgrund der derzeitigen Lieferzeiten wird eine Anfrage in Verbindung mit der Uni nach Leihgeräten bei Beckhoff vermutlich auch nicht viel bringen.
3. Das die Abarbeitung innerhalb einer fest definierten Zeit letztlich auch als Echtzeit gilt, war mir so noch nicht bewusst. Ich schätze ich hätte mittels des Arduino aber ebenso einen ganz guten Rahmen schaffen können.
Ich lehne mich nach einer kurzen Recherche mal etwas aus dem Fenster und behaupte, dass das von mir erklärte nicht auch die Echtzeit beschreibt, sondern dass es die einzig richtige Definition ist und die Definition, dass ein System Echtzeit bietet, wenn es Dinge nicht vorhersagbar, aber sehr schnell abarbeitet, schlicht falsch ist.
5. Benötigte Komponenten wären demnach:
  • Buskoppler (EK1100)
  • Schrittmotorklemme (Beckhoff EtherCAT Klemme/Antriebstechnik - Hier muss ich noch nachfragen, ob es eine gibt welche lediglich 12V Grundversorgung liefert, da meine Schrittmotoren nicht mit den angegebenen 24V oder 48V laufen)
  • evtl. IPC
  • für zukünftigen Dauereinsatz die Lizenz TC1250 voiin Beckhoff
Da hast Du etwas missverstanden. 24V und 48V sind die Spannungen mit denen das Leistungsteil der Klemme versorgt werden kann. Wieviel der Motor davon abbekommen soll legst Du in der Konfiguration der Klemme fest, über den Parameter 8010:03 (Nominal voltage).
6. Der Laptop ist einer der wenigen mit einer halbwegs guten Grafikkarte (die noch zu erwerben war) zur Berechnung der neuronalen Netze. Meine Hoffnung war damals, dass ich durch den Laptop diesen auch mit in die Uni nehmen kann, daher die Entscheidung zum Laptop und weg vom Desktop PC.
Einige System Daten habe ich als Bild Anhang hinzugefügt.
Zur realisierung mit 2 Netzwerkkarten wird das mit dem Laptop jedoch nichts werden. Bisher habe ich eine USB Webcam benutzt.
Ohne Intel Netzwerkkarte gibt es halt Einschränkungen bei der Echtzeit, da kann es eventuell zu größeren Schwankungen und so kommen.
Wie ich darin jedoch den Zoom realisiere ist mir noch nicht ganz klar. Man könnte diesen künstlich errechnen lassen. Das wäre dann kein optischer Zoom sondern Softwareseitig gelöst.
Ja, eben ein digitaler Zoom. Dann war das mit dem elektrisch doch kein Fehler.
 

JSEngineering

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Ich lehne mich nach einer kurzen Recherche mal etwas aus dem Fenster und behaupte, dass das von mir erklärte nicht auch die Echtzeit beschreibt, sondern dass es die einzig richtige Definition ist und die Definition, dass ein System Echtzeit bietet, wenn es Dinge nicht vorhersagbar, aber sehr schnell abarbeitet, schlicht falsch is.
Also Echtzeit bedeutet, dass die Reaktion auf eine Anweisung oder Regelung innerhalb einer für das System adäquaten Zeit kommt.

Kommt dabei eben immer auf das System an:
bei einer Heizungsregelung kann Echtzeit unter Umständen 15 Minuten heißen.
Bei einem Autopiloten sollte sich Echtzeit innerhalb von Millisekunden abspielen.
Bei einer Zigarettenmaschine kann es um Nanosekunden gehen.

Es kommt also bei Deinen System darauf an: Auf was soll die Kamera reagieren, wie schnell muß die sein. Soll sie beispielsweise auf Benutzereingaben reagieren oder ein Rennauto verfolgen?
 
OP
K

Kurzschliesser

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Also Echtzeit bedeutet, dass die Reaktion auf eine Anweisung oder Regelung innerhalb einer für das System adäquaten Zeit kommt.

Kommt dabei eben immer auf das System an:
bei einer Heizungsregelung kann Echtzeit unter Umständen 15 Minuten heißen.
Bei einem Autopiloten sollte sich Echtzeit innerhalb von Millisekunden abspielen.
Bei einer Zigarettenmaschine kann es um Nanosekunden gehen.

Es kommt also bei Deinen System darauf an: Auf was soll die Kamera reagieren, wie schnell muß die sein. Soll sie beispielsweise auf Benutzereingaben reagieren oder ein Rennauto verfolgen?
In der Aufgabenstellung der Bachelorarbeit steht dazu nur folgendes:
"Bei der Auswahl der Stellmotoren sollen die Anforderungen höherer Objektgeschwindigkeiten Berücksichtigung finden."
Eine Pistolenkugel muss ich damit jetzt wahrscheinlich nicht verfolgen können, einen Baseball evtl. aber schon. Daher ist meine 30ms Verzögerung durch das neuronale Netz schon recht lange.
 

JSEngineering

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In der Aufgabenstellung der Bachelorarbeit steht dazu nur folgendes:
"Bei der Auswahl der Stellmotoren sollen die Anforderungen höherer Objektgeschwindigkeiten Berücksichtigung finden."
Eine Pistolenkugel muss ich damit jetzt wahrscheinlich nicht verfolgen können, einen Baseball evtl. aber schon. Daher ist meine 30ms Verzögerung durch das neuronale Netz schon recht lange.
naja, es kommt ja auf die Winkelgeschwindigkeit der Kamera an. In welcher Entfernung soll beobachtet werden? Je näher, desto schneller.
Hier würde ich mir mal professionelle Produkte ansehen, was die für Reaktionen haben. Es wird niemand von Dir verlangen, besser zu sein, als Firmen, die das professionell entwickeln.
 

the_muck

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In der Aufgabenstellung der Bachelorarbeit steht dazu nur folgendes:
"Bei der Auswahl der Stellmotoren sollen die Anforderungen höherer Objektgeschwindigkeiten Berücksichtigung finden."
Eine Pistolenkugel muss ich damit jetzt wahrscheinlich nicht verfolgen können, einen Baseball evtl. aber schon. Daher ist meine 30ms Verzögerung durch das neuronale Netz schon recht lange.

Ziel so einer Arbeit ist ja weniger Masse zu Produzieren sondern Wissenschaftlich Felder zu beackern. Und dann wird es eben sehr mächtig weil du Theoretisch alle deine Fragen mit einer eigenen Bachelorarbeit lösen könntest. Die Kunst ist es dann, das du alle deine Entwicklungen auch plausible begründen kannst. Warum diese Zahngeometrie, warum NMEA Stepper. Bedeutet auch das du dich in der Aufgabenstellung schon abgrenzen musst und später in deiner Arbeit ebenso...

Denn du hast schon ein 3D Modell und fragst jetzt danach ob NMEA 17er ausreichen... das ist eben die falsche Herangehensweise. Massenträgheit bestimmen, Gewicht, wie schnell, welche Beschleunigungen, für welche Umgebung usw... dann kommt der nächste schritt! Das ist aber wie oben beschrieben schon eine eigene BA. Ist das nicht gewünscht musst du dich schon abgrenzen und sagen das du NMEA 17 nimmst oder einfach gehackte Modellbau Servos, oder doch Closed Loop stepper ;)... wieder eine eigene BA nur für den Antrieb. Dieses gehampel, ist der Anstrengende Teil so einer Arbeit... Also schon zwei Bachelorarbeiten nur für die Mechanik, und dann noch zwei für Software ;).

Was recht easy ist mit NMEA Motoren zum testen... GRBL auf den UNO! habe ich auch recht fix einen China Servo mit ans laufen bekommen.


Und dann natürlich mal das internet quälen, die Anwendung ist ja hinreichend abgearbeitet worden.


usw usw...
 

Hack

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Guten Morgen,

ich würde dir raten deinem Betreuer folgende Vorgehensweise vorzuschlagen.
Verwendung von TwinCAT Vision in der SPS, die Algorithmen basieren auf OpenCV. Ich bezweifle, dass du mit einer C++ Variante in TwinCAT zum Erfolg kommt. Außerdem ist es sinnlos das Rad neu zu erfinden und in meinen Augen auch nicht Teil einer Bacherlorarbeit.
Die Ansteuerung der Motoren würde ich ebenso über TwinCAT machen mit dem Motion Bausteinen.
Ich denke so hast du einen Chance, dass du dass realisieren kannst.

Ich denke mit dem Notebook wird das nichts werden. Die Hardware eines Notebooks ist nur bedingt Echtzeitfähig. Die Netzwerkanschlüsse fehlen auch. Für einen späteren Dauerbetrieb sind die Lizenzen auf dem Notebook viel zu teuer.
Ein IPC bringt evtl. auch einen Vorteil für die Uni. Wenn du mit deinem Notebook gehst funktioniert nichts mehr. Mit einem IPC haben sie ein schönes Modell.

Ist aber nur meine bescheidene Meinung, es führen auch andere Wege zum Ziel.

Grüße
 

oliver.tonn

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Einen Nachtrag bezüglich der C++ Programmierung direkt in TwinCAT. Die Programme laufen als Kernel-Mode Treiber, was gewisse Einschränkungen mit sich bringt. Zum Einen ist die Windows API nicht nutzbar, für einige Funktionen aus der API stellt Beckhoff Workaronds zur Verfügung. Außerdem kann man keine DLLs nutzen.
 
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