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[Webots Robotik] Sim-to-Real: Hardware-Transfer via Arduino Uno, HC-06 Bluetooth & ArUco-Vision-Tracking (#5)

· Eine Minute Lesezeit
Jaybee
Jaybee
AI & Robotics Engineer

ArUco Marker Vision Tracking

📌 Kernaussagen (TL;DR)

  • Herausforderung: Strikte Ressourcenbeschränkungen (Arduino Uno mit 2 KB SRAM), nichtlinearer Radschlupf und die klassische Reality Gap zwischen Simulation und Realität.
  • Lösung: Auslagerung der Bildverarbeitung an einen Host-PC via ArUco-Deckenkamera-Homographie und drahtlose Steuerbefehlsübertragung via Bluetooth HC-06.

1. Die Sim-to-Real-Architektur​

flowchart TD
    Cam[Deckenkamera 1080p] --> ArUco[OpenCV ArUco 6-DoF Pose Tracking]
    ArUco --> Homography[Perspektivische Entzerrung auf 2D-Arena]
    Homography --> Host[Host PC: Diskretisierung in 648 Bins & Q-Tabellen Lookup]
    Host -->|Bluetooth HC-06 Serial| Arduino[Arduino Uno: Dual Motor PWM Controller]
    Arduino --> Motors[Physische Getriebemotoren links / rechts]

Durch das externe Vision-Tracking entfällt die Notwendigkeit teurer Laserscanner auf dem Roboter. Der Arduino Uno empfängt kompakte 2-Byte-Motorbefehle und steuert die H-Brücke präzise an.

📌 Management Summary (3–5 Zeilen)​

  1. Reality Gap erfolgreich überbrückt: Die in Webots trainierte Policy steuert den echten Roboter ohne Nachtraining.
  2. ArUco-Tracking: Liefert millimetergenaue Positionsdaten bei 60 FPS ohne Sensorrauschen auf dem Roboter.
  3. Minimalistische Hardware: Ein kostengünstiger 8-Bit-Mikrocontroller reicht für komplexe autonome Fahrten aus.
  4. Vollständiger Projektzyklus: Vom MDP-Design über Simulation bis zur realen Hardware wurde das System lückenlos validiert.
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