HGG-Informatik-Schüler erfolgreich beim Roborace-Wettbewerb der Universität Stuttgart

In den letzten Jahren ist es schon zur Tradition geworden, dass die Schüler des HGG-Informatik-Kurses erfolgreich am Roborace-Wettbewerb der Universität Stuttgart teilnehmen, der vom Institut für Technische Kybernetik bereits seit dem Jahr 2000 immer im Herbst veranstaltet wird.

Dieses Jahr waren erstmalig sogar zwei HGG-Teams (Johannes Bertsch, Samuel Bialon, Jonas Haug, Paul Schott und Vincent Wettengel aus unserer Kursstufe 11 sowie Julian Bernhauer, Tim Flammer, Lukas Kesch, Florian Pallas, Uwe Tent und Nicolas Ulzenheimer für die Kursstufen 11 und 12) unter den insgesamt 46 Teams (davon je zur Hälfte Oberstufen-Schüler-Teams und Studenten-Teams).

Direkt vor den Herbstferien wurde in einer Auftaktveranstaltung die diesjährige Roborace-Aufgabe bekanntgegeben: Aus den leihweise zur Verfügung gestellten Lego Mindstorms Experimentierkästen sollte ein autonomes, sich selbst über Sensoren steuerndes Fahrzeug gebaut und programmiert werden, das einem Parcours längs einer mit schwarzem Klebeband auf weißem Grund markierten gewundenen Führungslinie möglichst schnell folgt und dabei auch über mehrere wellenförmige Rampen fährt. Am Ende der Strecke muss eine blaue Bodenmarkierung erkannt und sauber in einen Parkbereich eingeparkt und angehalten werden. Damit die Aufgabe noch komplexer wird, befindet sich im oberen Teil des Fahrzeugs eine Führungsschiene, auf der ein Miniaturwagen fast reibungsfrei vor- und zurückrollen kann. Durch geeignetes Neigen der Wippe muss während der Fahrt sichergestellt werden, dass der kleine Wagen den Mittelbereich der Führungsschiene nicht verlässt oder gar abgeworfen wird.

In den Herbstferien entwarfen die Schüler ihr HGG-Mobil, bauten eine große Testbahn mit Hindernissen und Rampen auf, erstellten das Steuerungs-Programm mit Hilfe einer speziellen Java-Variante für das Lego Mindstorms System und führten zahlreiche Probeläufe durch. Hier zeigten sich schnell die Kernprobleme der Aufgabe: Nur mit Hinterrad-Antrieb und einer sehr ausgeklügelten Gewichtsverteilung hat das Fahrzeug genügend Kraft und Bodenhaftung, um die steilen Rampen hinauffahren zu können, dabei nicht aufzusetzen und ohne zu kippen wieder nach unten zu kommen. Um hierbei das mitfahrende kleine Wägelchen nicht zu verlieren, muss eigentlich sehr langsam gefahren werden, um aber genügend Kraft für die Rampen zu haben und insgesamt eine gute Zeit zu erreichen, muss möglichst schnell gefahren werden.

Anfang November fand dann an der Universität Stuttgart eine Qualifikationsrunde statt, bei der die Teams eine vereinfachte Aufgabenstellung lösen mussten und das Fahrzeug erstmals auf der Wettbewerbs-Strecke testen konnten. Die HGG-Teams gehörten dabei zu den wenigen Teilnehmern, die bereits ein für die vollständige Aufgabe gebautes und programmiertes Fahrzeug testen konnten. Allerdings zeigte sich, dass die Rampen noch etwas steiler als erwartet waren und ihre Oberflächenbeschaffenheit weniger Reibung bot als die auf unserer Testbahn verbaute Antirutschfolie.

Deshalb bauten die HGG-Teams ihre Fahrzeuge nochmals um, so dass sie wesentlich stabiler wurden und die Sensoren präzise ausgerichtet waren. Auch die Regelung wurde komplett neu programmiert, da es sich zeigte, dass die Wippe mit den Schienen für das Wägelchen eine permanente leichte Auf- und Abbewegung haben sollte, um dieses besser in Balance zu halten.

Zwei Wochen später im Vorrunden-Wettbewerb kamen nur zwölf Fahrzeuge erfolgreich ins Ziel, das beste benötigte 21 Sekunden, knapp dahinter lag das HGG-Mobil der Kursstufe 11 mit 28 Sekunden, wodurch sich unsere Schüler für das Finale Ende November qualifizierten. Unserer anderes Team schaffte es durch immer noch vorhandene Probleme mit der Gewichtsverteilung zwar nicht ins Ziel, warf das Wägelchen aber erst ab, nachdem es schon eine größere Strecke erfolgreich zurückgelegt hatte, und kam so ebenfalls unter die insgesamt 30 Final-Teilnehmer.

Die HGG-Teams modifizierten ihre Fahrzeuge in der Woche vor dem Finale abermals, um ein stabileres Fahrverhalten zu erreichen und dadurch schneller fahren zu können.

Auch im Finale erreichten nicht einmal die Häfte der Fahrzeuge erfolgreich das Ziel der umgebauten und schwierigeren Strecke. Unser jahrgangsübergreifendes 11er- und 12er-Team meisterte zwar zahlreiche Probeläufe vorbildlich, hatte aber in beiden Läufen Orientierungsprobleme auf der Bahn und schied ohne Zeitwertung aus. Das 11er-Team des HGG meisterte dagegen den Parcours in hervorragenden 31 Sekunden, knapp hinter einem anderen Schüler-Team mit 25 Sekunden. Es belegte damit insgesamt den vierten Platz und war zweitbestes Schüler-Team.

Schon jetzt steht fest, dass die erfolgreichen HGGler nächstes Jahr nochmals teilnehmen wollen. Verstärkung oder Konkurrenz können sie dann auch wieder aus der neuen Kursstufe 11 erhalten.