Zuerst mal gab es eine ganze Menge Herausforderungen. Die Aufgabe klingt zwar einfach, ist aber ziemlich kniffelig: Das LANball-System sollte so funktionieren, dass auch der Unsportlichste den Ball ins Ziel kriegt, durfte aber nicht viel kosten ... Vor allem bei der Hardware war das nicht so einfach, da wir eine ganze Menge Rechenpower brauchten. Eberhard (Programmierung), Kevin (Telemetrie) und Holger (Balltechnik) haben letztendlich die technische Realisierung in die Hand genommen.

LANball

Hier ist der Ball mal zerlegt, wir brauchten ja nur die Außenhaut. Nun ging’s darum, soviel Gewicht wie möglich zu sparen. Der Ball sollte unterm Strich nicht mehr als ca. 500g wiegen, da sonst das zulässige DFB-Gewicht zu sehr überschritten wird. Außerdem leidet das Spielgefühl mit einem zu schweren Ball und die Anforderungen an den Antrieb werden zu hoch. Klar war, dass der Antrieb mit Druckluft funktionieren sollte, wobei Holle zunächst an Kartuschen für Sahnesprüher gedacht hat
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Ebbe hat hier mal seinen Schreibtisch bei HPCN verlassen und besucht Holger bei Terrabit, um das Innenleben des Balls mit einer Kohlefaser-Konstruktion abzustützen. Hier erstmal noch ein Prototyp, der später dann kleiner wurde. Um später noch an die Technik ranzukommen, konnten wir den Ball natürlich nicht hermetisch verschließen. Also mussten wir das Feeling eines aufgepumpten Balls mittels einer Hartschaumschicht an der Innenseite simulieren - hat prima geklappt.
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Das Rohmaterial für den neuen Innenbau.
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Holles Entwürfe für den Druckluftantrieb. Von den Sahnekartuschen kam er letztendlich wieder weg und hat stattdessen eine eigene Carbon-Kartusche konstruiert – sehr coole Idee. Die kann man nämlich mit einer Druckluftflasche von Air Liquide / Messer Griesheim o.Ä. leicht wieder befüllen. Eine Füllung reicht für 8-10 Schüsse, je nachdem wie fähig der Schütze ist.
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Ein erster Versuch mit Druckluftdüsen. Um den Ball wirklich präzise in jeder Lage kontrollieren zu können, mussten wir an so viel Punkten wie möglich einen steuerbaren Luftaustritt realisieren, da sich der Ball im Flug ja drehen wird. Da der Ball aber noch echt aussehen soll, wird die Luft durch winzige Löcher an den Stoßkanten der einzelnen Flicken hinausgeführt.
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Die genialste Idee aller Zeiten: Der Lagesensor im Ball stammt aus einem Nintendo-Wii-Controller, der rückmeldet, in welcher Lage sich der Ball befindet, einschließlich Drehung. Daran haben wir uns die Zähne am übelsten ausgebissen. Wir haben uns alles mögliche überlegt: Ein Laser-Gyroskop wie im BigDog von Boston Dynamics, den Lagesensor aus dem iPhone .... und so weiter. .War aber alles zu komplex, zu teuer oder zu schwer. Der Wii-Sensor kann die Lage sehr schnell und exakt bestimmen und wiegt fast nichts – also gekauft!
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Die finale Innenkonstruktion mit Carbontank und den ersten Druckluftleitungen. Die Druckluft wird durch lauter Mini-Pneumatik-Equipment von Festo und SMC an- und abgeschaltet. Die Signalübertragung funktioniert via simplem W-LAN, wobei wir für das Senden der Telemetrie und das Empfangen der Steuerdaten vom Rechner je einen eigenen Kanal benutzen.
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So sieht das Ganze eingebaut aus.
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Und das sind die Druckluftverteiler. Ganz einfacher, gewichtssparender Eigenbau.
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Ebbe beim abendlichen Programmieren der Steuersoftware. Auch hier war zunächst die Frage, wie wir überhaupt die Position des Balls im X-Y-Z-Raum bestimmen sollten. Da gab es allerhand komplizierte Ansätze, bis Kevin sagte, dass es im Filmbereich Softwares gibt, die in der Lage sind, in zweidimensionalen bewegten Bildern Z-Vektoren zu berechnen. Nennt sich dann "Matchmoving" und wird z.B. von Boujou oder MatchMover gemacht. Wir haben das Prinzip etwas verfeinert: Bei uns liefern drei speziell kalibrierte Kameras unterschiedliche Bilder des Bereichs zwischen Schütze und Torwand, woraus die Software die Position des Balls im Raum berechnen kann. Auf diese Weise muss man auch keine Windgeschwindigkeit messen :-) ! Wii-Sensor und Triangulation wissen immer, wo der Ball grade ist! Einziger Wermutstropfen: Wenn man zu viel Speed auf den Ball gibt, kommt das System nicht mehr mit - dazu dauert die Übertragung der Telemetrie mittels WLAN dann trotz 802.11g doch zu lange. Auch mit 802.11n wäre es fraglich ...
LANball Blade Center

Da man dazu fraglos eine Menge Rechenpower braucht (soll ja alles in Echtzeit funktionieren!), haben wir uns einfach entschieden, einen Blade Center mit Cores vollzupacken. An den Petaflop-Roadrunner von IBM kommen wir damit zwar nicht ran, aber immerhin ... Auf so kleinem Raum kriegt man sonst kaum die Rechenpower zusammen - vor allem nicht für die Kohle. Da unsere Chefs ja alle IBM-Dealer sind, kommen wir auch einfach und schnell mal eben an so ein Ding ran, es stand sogar ein rollbares Demorack von IBM zur Verfügung.
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Kevin bei levigo hat sich der Webcam-Geschichte angenommen. Standardware tat’s da nicht, es war ein ziemliches Tuning notwenig. In den Gehäusen ist jetzt was ganz anderes drin, weil die meisten IP-Webcams weder die Auflösung noch die Framerate hinbekommen, die wir brauchen. Die Kameras connecten sich jetzt über einen einfachen Gigabit-Switch mit dem Rechner.
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Manne auf Besuch von MetaComp und schaut sich mal die Software genauer an. Uns hätte ja auch was einfaches genügt, aber Ebbe musste ja wieder ein nahezu perfektes GUI für seine Software programmieren. Er wollte es eigentlich unter Linux machen, aber unter Windows ging’s dann doch schneller. Programmiert hat er auf MS Visual Studio 2008 (Visual C#). Es sieht jetzt so aus, dass das Thinkpad das GUI liefert und das Blade Center den eigentlichen Rechenjob macht. Big Blue live eben!
LANball

Die Torwand mussten wir kontrastreich streichen, damit die Software die Löcher leichter erkennt.
LANball Flowchart

So sieht das Ganze auf dem Flowchart aus.