DorfBuddy ist ein autonomer Gehweg-Roboter: Er fährt selbstständig Straßenränder und Gehwege ab, erkennt Vandalismus und Müll per KI-Kamera in Echtzeit und meldet sie datenschutzkonform an ein Leitstellen-Dashboard. Ein Diplomarbeitsprojekt der HTL Spengergasse für die Gemeinde Moosbrunn.
DorfBuddy is an autonomous sidewalk robot: it drives along roadsides and footpaths on its own, detects vandalism and litter with an AI camera in real time and reports them, privacy-compliant, to a control-room dashboard. A diploma project of HTL Spengergasse for the municipality of Moosbrunn.
DorfBuddy to autonomiczny robot chodnikowy: samodzielnie jeździ wzdłuż poboczy i chodników, w czasie rzeczywistym rozpoznaje kamerą z AI wandalizm i śmieci, a następnie zgłasza je – z poszanowaniem ochrony danych – do panelu centrum dyspozytorskiego. Projekt dyplomowy HTL Spengergasse dla gminy Moosbrunn.
Graffiti, Sachbeschädigungen und Müllablagerungen im öffentlichen Raum werden oft erst spät bemerkt – manchmal erst nach Tagen.
Graffiti, property damage and litter in public spaces are often noticed late – sometimes only after days.
Graffiti, zniszczenia i śmieci w przestrzeni publicznej są często zauważane późno – czasem dopiero po kilku dniach.
Kontrollgänge sind zeitintensiv, lückenhaft und nicht skalierbar – Personal und Budget sind begrenzt.
Manual patrols are time-consuming, incomplete, and not scalable – personnel and budget are limited.
Obchody kontrolne są czasochłonne, niepełne i trudne do skalowania – personel i budżet są ograniczone.
Systematische Prävention und Früherkennung fehlen – Schäden werden erst nach Beschwerden behoben.
Systematic prevention and early detection are missing – damage is only addressed after complaints.
Brakuje systematycznej prewencji i wczesnego wykrywania – szkody usuwa się dopiero po skargach.
Von der Kamera am Gehweg bis zur Meldung in der Leitstelle.
From the camera on the sidewalk to the report in the control room.
Od kamery na chodniku do zgłoszenia w centrum dyspozytorskim.
Zwei Kameras, 4D-LiDAR und GNSS erfassen die Umgebung
Two cameras, 4D LiDAR and GNSS scan the surroundings
Dwie kamery, LiDAR 4D i GNSS skanują otoczenie
YOLOv11 auf dem NVIDIA Jetson Orin Nano Super
YOLOv11 on the NVIDIA Jetson Orin Nano Super
YOLOv11 na NVIDIA Jetson Orin Nano Super
Gesichter & Kennzeichen werden an Bord verpixelt
Faces & plates are blurred on board
Twarze i tablice rejestracyjne są rozmywane na pokładzie
Upload über Tailscale-VPN an die REST-API
Upload over Tailscale VPN to the REST API
Wysyłka przez VPN Tailscale do REST API
Karte, Heatmaps & Telemetrie für die Leitstelle
Map, heatmaps & telemetry for the control room
Mapa, mapy cieplne i telemetria dla centrum dyspozytorskiego
Technologie-Stack
Technology Stack
Stos technologiczny
Ein fertiger Prototyp – von der Fahrt über die Erkennung bis zur Meldung an die Gemeinde.
A finished prototype – from driving and detection to reporting to the municipality.
Gotowy prototyp – od jazdy i rozpoznawania aż po zgłoszenie do gminy.
Nav2 mit MPPI-Bahnplanung: Aus Bordsteinkanten, die das 4D-LiDAR erkennt, berechnet DorfBuddy laufend die Mitte des Gehwegs und fährt sie selbstständig ab.
Nav2 with MPPI path planning: from kerb edges detected by the 4D LiDAR, DorfBuddy continuously computes the centre of the footpath and follows it on its own.
Nav2 z planowaniem trasy MPPI: na podstawie krawężników wykrytych przez LiDAR 4D DorfBuddy na bieżąco wyznacza środek chodnika i samodzielnie nim jedzie.
Ein eigens trainiertes YOLOv11-Modell erkennt Müll und Graffiti in rund 8 ms pro Bild – über zwei seitliche Kameras, eine für jede Gehsteigseite.
A custom-trained YOLOv11 model detects litter and graffiti in about 8 ms per image – through two side cameras, one for each side of the sidewalk.
Własnoręcznie wytrenowany model YOLOv11 rozpoznaje śmieci i graffiti w około 8 ms na obraz – za pomocą dwóch bocznych kamer, po jednej na każdą stronę chodnika.
Gesichter und Autokennzeichen werden mit Meta EgoBlur direkt auf dem Roboter unkenntlich gemacht – noch bevor ein Bild hochgeladen wird.
Faces and licence plates are blurred with Meta EgoBlur directly on the robot – before any image is uploaded.
Twarze i tablice rejestracyjne są rozmywane przez Meta EgoBlur bezpośrednio na robocie – zanim jakiekolwiek zdjęcie zostanie wysłane.
Web-Oberfläche mit Echtzeit-Karte, Heatmaps der Vandalismus-Hotspots, Routenplanung und Telemetrie – abgesichert mit Rollen und Zwei-Faktor-Login.
Web interface with a live map, vandalism hotspot heatmaps, route planning and telemetry – secured with roles and two-factor login.
Interfejs webowy z mapą na żywo, mapami cieplnymi miejsc wandalizmu, planowaniem tras i telemetrią – zabezpieczony rolami i logowaniem dwuskładnikowym.
Auf Schritttempo (≈ 2 km/h) begrenzt, mehrstufiger Not-Halt mit Totmannschaltung und eine 2D-LiDAR-Notbremse bei Hindernissen unter 30 cm.
Limited to walking pace (≈ 2 km/h), multi-stage emergency stop with dead-man switch and a 2D LiDAR emergency brake for obstacles closer than 30 cm.
Ograniczony do tempa spaceru (≈ 2 km/h), wielostopniowy wyłącznik awaryjny z czuwakiem i hamulec awaryjny z LiDAR 2D przy przeszkodach bliżej niż 30 cm.
Erkennt Fußgängerampeln per YOLOv8, blinkt beim Abbiegen automatisch und warnt Passanten per Sprachausgabe.
Recognises pedestrian lights with YOLOv8, indicates automatically when turning and warns passers-by by voice.
Rozpoznaje sygnalizację dla pieszych za pomocą YOLOv8, sam włącza kierunkowskaz przy skręcie i ostrzega przechodniów komunikatem głosowym.
Gebaut aus Hoverboard-Teilen, Aluminiumprofilen und rund 341 Stunden 3D-Druck.
Built from hoverboard parts, aluminium profiles and about 341 hours of 3D printing.
Zbudowany z części hoverboardów, profili aluminiowych i około 341 godzin druku 3D.

Aluminiumprofile auf vier 6,5″-Hoverboard-Nabenmotoren, Akku und Elektronik tief und mittig.
Aluminium profiles on four 6.5″ hoverboard hub motors, battery and electronics low and central.
Profile aluminiowe na czterech silnikach w piastach 6,5″ z hoverboardów, akumulator i elektronika nisko i centralnie.

In Fusion 360 konstruiert und aus UV- und wetterfestem ASA gedruckt – modular gesteckt.
Designed in Fusion 360 and printed in UV- and weather-resistant ASA – modular and plug-together.
Zaprojektowana w Fusion 360 i wydrukowana z odpornego na UV i warunki atmosferyczne ASA – modułowa i składana.

Der fertige Prototyp im Realbetrieb – auf Gehwegen, an Bordsteinen und in direkter Sonne.
The finished prototype in real operation – on sidewalks, along kerbs and in direct sunlight.
Gotowy prototyp w realnym działaniu – na chodnikach, przy krawężnikach i w pełnym słońcu.
Vier 36-V-Hoverboard-Motoren treiben alle Räder an, vorne lenkt eine echte Ackermann-Lenkung mit Servo. Gerechnet wird auf einem NVIDIA Jetson Orin Nano Super mit ROS2 Humble. Zur Umgebungserfassung dienen ein Unitree L1 4D-LiDAR, ein 2D-RPLidar, vier seitliche Laser-Abstandssensoren, ein L1/L5-GNSS-Empfänger und zwei Kameras mit Infrarot-Nachtsicht. Strom liefert ein 10S-Lithium-Ionen-Akku mit 3,7 kWh.
Four 36 V hoverboard motors drive all wheels, and real servo-based Ackermann steering turns the front axle. Computing runs on an NVIDIA Jetson Orin Nano Super with ROS2 Humble. The surroundings are sensed by a Unitree L1 4D LiDAR, a 2D RPLidar, four side laser distance sensors, an L1/L5 GNSS receiver and two cameras with infrared night vision. Power comes from a 10S lithium-ion battery with 3.7 kWh.
Cztery silniki hoverboardowe 36 V napędzają wszystkie koła, a przednią oś skręca prawdziwy układ Ackermanna z serwem. Obliczenia wykonuje NVIDIA Jetson Orin Nano Super z ROS2 Humble. Otoczenie rejestrują LiDAR 4D Unitree L1, LiDAR 2D RPLidar, cztery boczne laserowe czujniki odległości, odbiornik GNSS L1/L5 i dwie kamery z noktowizją na podczerwień. Zasilanie zapewnia akumulator litowo-jonowy 10S o pojemności 3,7 kWh.
HTL Spengergasse · Abteilung Informatik · 5/6CAIF · Betreuer: Fitzgerald Rodas Reyna
HTL Spengergasse · Department of Information Technology · 5/6CAIF · Supervisor: Fitzgerald Rodas Reyna
HTL Spengergasse · Wydział Informatyki · 5/6CAIF · Opiekun: Fitzgerald Rodas Reyna
Entwicklung einer autonomen Ausweich- und Positionssteuerung inklusive Seitenabstandsmessung zur sicheren Fahrzeugnavigation.
Development of an autonomous avoidance and position control system including side-distance measurement for safe vehicle navigation.
Opracowanie autonomicznego systemu omijania przeszkód i sterowania pozycją wraz z pomiarem odległości bocznej dla bezpiecznej nawigacji pojazdu.

Die ersten Ultraschallsensoren (HC-SR04) streuten in einem Kegel von 15–30° und sprachen sich gegenseitig an. Vier Laser-ToF-Sensoren (VL53L0X/L1X) messen dagegen einen gebündelten Punkt – je zwei links und rechts. Messen vorderer und hinterer Laser gleich viel, steht der Roboter gerade zur Wand.
The first ultrasonic sensors (HC-SR04) spread in a 15–30° cone and interfered with each other. Four laser ToF sensors (VL53L0X/L1X) measure a focused point instead – two on each side. When the front and rear lasers read the same, the robot is parallel to the wall.
Pierwsze czujniki ultradźwiękowe (HC-SR04) rozpraszały sygnał w stożku 15–30° i zakłócały się nawzajem. Cztery laserowe czujniki ToF (VL53L0X/L1X) mierzą natomiast skupiony punkt – po dwa z każdej strony. Gdy przedni i tylny laser pokazują to samo, robot stoi równolegle do ściany.

Die Motorströme machen ein Magnetometer unbrauchbar. Den Kurs bestimmt deshalb ein Zustandsautomat: Geradeaus zieht GPS das Heading sanft nach, in Kurven übernimmt das Gyroskop, danach wird wieder auf den GPS-Kurs zurückgeführt – ohne Drift.
Motor currents make a magnetometer useless. A state machine therefore determines the heading: going straight, GPS gently corrects it, in turns the gyroscope takes over, and afterwards it is brought back to the GPS course – without drift.
Prądy silników czynią magnetometr bezużytecznym. Kurs wyznacza więc automat stanów: na prostej GPS delikatnie koryguje kierunek, w zakrętach przejmuje żyroskop, a potem kurs wraca do wskazań GPS – bez dryfu.

Im Freien überstrahlte Sonnenlicht das Infrarotmuster der Tiefenkamera. Das Unitree L1 4D-LiDAR erkennt Wand und Bordstein auch in direkter Sonne bis 30 m. Nav2 mit MPPI-Regler plant daraus den Weg und weicht aus. Die Ampelerkennung mit YOLOv8n erreicht eine Precision von 0,90.
Outdoors, sunlight washed out the depth camera's infrared pattern. The Unitree L1 4D LiDAR detects walls and kerbs even in direct sun up to 30 m. Nav2 with the MPPI controller plans the path from it and avoids obstacles. Traffic-light detection with YOLOv8n reaches a precision of 0.90.
Na zewnątrz światło słoneczne zagłuszało wzór podczerwieni kamery głębi. LiDAR 4D Unitree L1 rozpoznaje ściany i krawężniki nawet w pełnym słońcu do 30 m. Nav2 z regulatorem MPPI planuje na tej podstawie trasę i omija przeszkody. Rozpoznawanie sygnalizacji świetlnej z YOLOv8n osiąga precyzję 0,90.
Konzeption und Realisierung eines benutzerfreundlichen und sicheren Interfaces mit Datenbankintegration, ästhetischem Außendesign und integrierter Soundsteuerung.
Design and implementation of a user-friendly, secure interface with database integration, an aesthetic exterior design and integrated sound control.
Koncepcja i realizacja przyjaznego i bezpiecznego interfejsu z integracją bazy danych, estetycznym designem zewnętrznym i zintegrowanym sterowaniem dźwiękiem.

Bild, Adresse, Status und KI-Vertrauen stehen in einer filterbaren Tabelle, Hotspots werden im Raster von rund 111 m sichtbar. Nichts wird gelöscht: Falschmeldungen werden nur ausgeblendet, und jede Statusänderung landet im Verlauf – wer, wann, was.
Image, address, status and AI confidence are shown in a filterable table, with hotspots on a grid of about 111 m. Nothing is deleted: false reports are only hidden, and every status change is logged – who, when, what.
Zdjęcie, adres, status i pewność AI widać w filtrowanej tabeli, a miejsca problemowe na siatce około 111 m. Nic nie jest usuwane: fałszywe zgłoszenia są tylko ukrywane, a każda zmiana statusu trafia do historii – kto, kiedy, co.

Telemetrie kommt per Socket.IO, Video per WebRTC, Fahrbefehle mit 20 Hz. Lässt man die Taste los oder bricht die Verbindung ab, bleibt der Roboter stehen. Abgesichert ist alles mehrstufig: 2FA-Pflicht, Rollen, OPNsense-Firewall, WireGuard und MQTT über TLS. Texte spricht der Roboter per Sprachausgabe mit drei Ausfallstufen.
Telemetry arrives via Socket.IO, video via WebRTC, driving commands at 20 Hz. Releasing the key or losing the connection stops the robot. Security is layered: mandatory 2FA, roles, an OPNsense firewall, WireGuard and MQTT over TLS. The robot speaks typed text with a three-stage voice fallback.
Telemetria przychodzi przez Socket.IO, wideo przez WebRTC, polecenia jazdy z częstotliwością 20 Hz. Puszczenie klawisza lub utrata połączenia zatrzymuje robota. Zabezpieczenia są wielowarstwowe: obowiązkowe 2FA, role, firewall OPNsense, WireGuard i MQTT przez TLS. Robot wypowiada wpisany tekst z trzystopniowym zapasowym syntezatorem mowy.

Das Gehäuse ist in Fusion 360 konstruiert, jede Baugruppe als eigene Komponente. Gedruckt aus UV- und wetterfestem ASA, zusammengesteckt mit Schwalbenschwanz-Verbindungen und Gewindeeinsätzen – modular und wartungsfreundlich.
The housing was designed in Fusion 360, each assembly as its own component. Printed in UV- and weather-resistant ASA and joined with dovetail connections and threaded inserts – modular and easy to service.
Obudowę zaprojektowano w Fusion 360, każdy zespół jako osobny komponent. Wydrukowana z odpornego na UV i warunki atmosferyczne ASA, łączona na jaskółczy ogon i wkładki gwintowane – modułowa i łatwa w serwisie.
Implementierung und Realisierung einer KI-gestützten Bildanalyse zur Vandalismuserkennung, einer Sensorik zur Umfeldanalyse sowie einer adaptiven Fahrzeugbeleuchtung.
Implementation of AI-based image analysis for vandalism detection, sensors for environment analysis and adaptive vehicle lighting.
Implementacja analizy obrazu opartej na AI do wykrywania wandalizmu, czujników do analizy otoczenia oraz adaptacyjnego oświetlenia pojazdu.

Je eine USB-Kamera (720p, 120° Sichtfeld) blickt fast frontal auf eine Gehsteigseite. So werden beide Seiten in einer Vorbeifahrt erfasst, und Objekte erscheinen größer, schärfer und weniger verzerrt.
One USB camera (720p, 120° field of view) faces each side of the sidewalk almost head-on. Both sides are captured in a single pass, and objects appear larger, sharper and less distorted.
Po jednej kamerze USB (720p, pole widzenia 120°) skierowanej niemal na wprost na każdą stronę chodnika. Obie strony są rejestrowane w jednym przejeździe, a obiekty wydają się większe, ostrzejsze i mniej zniekształcone.

YOLOv11l wurde in fünf Läufen auf 21.123 Bildern aus vier Quellen trainiert. Echte Graffiti-Fotos statt Duplikaten brachten den Durchbruch. Bilder ohne Fund werden sofort gelöscht, Gesichter und Kennzeichen mit EgoBlur verpixelt – hochgeladen wird nur über VPN, und ein Mensch prüft jede Meldung.
YOLOv11l was trained in five runs on 21,123 images from four sources. Real graffiti photos instead of duplicates brought the breakthrough. Images without a finding are deleted at once, faces and licence plates blurred with EgoBlur – uploads go only over VPN, and a person checks every report.
YOLOv11l trenowano w pięciu przebiegach na 21 123 zdjęciach z czterech źródeł. Przełom przyniosły prawdziwe zdjęcia graffiti zamiast duplikatów. Zdjęcia bez znaleziska są od razu usuwane, twarze i tablice rozmywane przez EgoBlur – wysyłka odbywa się tylko przez VPN, a każde zgłoszenie sprawdza człowiek.

Ein ESP32-S3 steuert zwei 12-V-Scheinwerfer und drei RGB-Strips mit je 74 LEDs: Blinker, Warnblinker, Gelb- und Bremslicht. Ab ±15° Lenkwinkel blinkt der Roboter von selbst. Unabhängig davon bremst ein 2D-LiDAR jeden Fahrbefehl ab 1 m linear und hält bei 0,3 m ganz an.
An ESP32-S3 drives two 12 V headlights and three RGB strips with 74 LEDs each: indicators, hazard, amber and brake lights. Beyond ±15° of steering, the robot indicates by itself. Independently, a 2D LiDAR slows every drive command linearly from 1 m and stops completely at 0.3 m.
ESP32-S3 steruje dwoma reflektorami 12 V i trzema taśmami RGB po 74 diody: kierunkowskazy, światła awaryjne, żółte i stopu. Przy skręcie powyżej ±15° robot sam włącza kierunkowskaz. Niezależnie od tego LiDAR 2D liniowo hamuje każde polecenie jazdy od 1 m i całkowicie zatrzymuje się przy 0,3 m.
Entwicklung und Implementierung der mechanischen, elektronischen und fahrdynamischen Steuerung eines autonomen Roboters.
Development and implementation of the mechanical, electronic and driving-dynamics control of an autonomous robot.
Opracowanie i implementacja mechanicznego, elektronicznego i dynamicznego sterowania autonomicznego robota.

Ein Aluminium-Profilrahmen sitzt auf vier 6,5″-Hoverboard-Nabenmotoren. Akku und Mainboards liegen tief und mittig für einen niedrigen Schwerpunkt. Aus drei Antriebs- und vier Fahrwerkskonzepten fiel die Wahl auf Hoverboard-Technik mit Ackermann-Lenkung – spurstabil, effizient und mit guter Odometrie.
An aluminium profile frame sits on four 6.5″ hoverboard hub motors. Battery and mainboards are mounted low and central for a low centre of gravity. Out of three drive and four chassis concepts, hoverboard technology with Ackermann steering was chosen – stable, efficient and with good odometry.
Rama z profili aluminiowych stoi na czterech silnikach w piastach 6,5″ z hoverboardów. Akumulator i płyty główne zamontowano nisko i centralnie dla niskiego środka ciężkości. Spośród trzech koncepcji napędu i czterech podwozia wybrano technikę hoverboardową z układem Ackermanna – stabilną, wydajną i z dobrą odometrią.

Zwei gebrauchte Hoverboard-Mainboards treiben mit Open-Source-FOC-Firmware alle vier Räder leise und kraftvoll an. Ein eigener ROS2-Treiber sendet 8-Byte-Steuerrahmen mit Prüfsumme und hält die Boards mit 20 Hz wach. Der 10S-Akku versorgt über einen Step-Down-Baum Motoren, Jetson, Sensorik und Lenkservo.
Two used hoverboard mainboards with open-source FOC firmware drive all four wheels quietly and powerfully. A custom ROS2 driver sends 8-byte control frames with a checksum and keeps the boards awake at 20 Hz. The 10S battery feeds motors, Jetson, sensors and steering servo through a step-down tree.
Dwie używane płyty główne hoverboardów z otwartym firmware FOC napędzają cicho i mocno wszystkie cztery koła. Własny sterownik ROS2 wysyła 8-bajtowe ramki sterujące z sumą kontrolną i podtrzymuje płyty z częstotliwością 20 Hz. Akumulator 10S zasila przez drzewo przetwornic silniki, Jetsona, czujniki i serwo skrętu.

Ein 60-kg·cm-Servo lenkt die Vorderachse, softwareseitig auf das sichere Fenster von 54° bis 216° begrenzt. Glättung, Slew-Rate-Begrenzung und Totband verhindern ruckartige Bewegungen. Eine durchgängige Sicherheitskette deckelt die Geschwindigkeit hart bei 0,55 m/s und stoppt nach 0,5 s ohne Befehl.
A 60 kg·cm servo steers the front axle, limited in software to the safe window of 54° to 216°. Smoothing, slew-rate limiting and a dead band prevent jerky movements. A continuous safety chain hard-caps speed at 0.55 m/s and stops after 0.5 s without a command.
Serwo 60 kg·cm skręca przednią oś, programowo ograniczone do bezpiecznego zakresu od 54° do 216°. Wygładzanie, ograniczenie szybkości zmian i strefa martwa zapobiegają szarpnięciom. Ciągły łańcuch bezpieczeństwa twardo ogranicza prędkość do 0,55 m/s i zatrzymuje robota po 0,5 s bez polecenia.
DorfBuddy ist fertig – und ohne euch wäre das nicht möglich gewesen. Danke an die Gemeinde Moosbrunn als Auftraggeberin, an die HTL Spengergasse und unseren Betreuer Fitzgerald Rodas Reyna, und an alle, die uns über GoFundMe unterstützt haben. Jede Spende ist in Hardware und Bauteile für den Roboter geflossen.
DorfBuddy is finished – and it would not have been possible without you. Thank you to the municipality of Moosbrunn, who commissioned the project, to HTL Spengergasse and our supervisor Fitzgerald Rodas Reyna, and to everyone who supported us on GoFundMe. Every donation went into hardware and parts for the robot.
DorfBuddy jest gotowy – a bez Was nie byłoby to możliwe. Dziękujemy gminie Moosbrunn jako zleceniodawcy, HTL Spengergasse i naszemu opiekunowi Fitzgeraldowi Rodasowi Reynie oraz wszystkim, którzy wsparli nas przez GoFundMe. Każda wpłata trafiła na sprzęt i części do robota.
Spenden werden nicht mehr gesammelt.
Donations are no longer being collected.
Zbiórka darowizn została zakończona.
Fragen zum Projekt, zur Technik oder zu unseren Ergebnissen – wir freuen uns auf Ihre Nachricht.
Questions about the project, the technology or our results – we look forward to hearing from you.
Pytania o projekt, technologię lub nasze wyniki – chętnie odpowiemy.