MKNM "Synergia"

Stan: Ukończony

Mrówka

Mrówka

Mrówka jest prostym robotem klasy 2.0 czyli wyposażonym dwukołowy napęd różnicowy, komunikującym się za pomocą bluetooth.

Za sterowanie odpowiedzialny jest program, który przetwarza na bieżąco obraz rejestrowany przez kamerę z lotu ptaka. Robot pozycjonowany jest na obrazie za pomocą prymitywnego, kolorowego markera. Pierwotnie wszystkie obliczenia dotyczące ruchów wykonywane były bezpośrednio po stronie programu wizyjnego, kontroler po stronie pojazdu dostawał zestaw gotowych poleceń (prosto, lewo, prawo, stop). Metoda ta była bardzo mało efektywna ze względu na ograniczenia w użytym systemie wizyjnym oraz niedoskonałość komunikacji, zdecydowaliśmy więc na niewielką decentralizację systemu, pozwalając na wykonywanie ostatniego otrzymanego polecenia przez zadany czas, nawet pomimo chwilowej utraty komunikacji bądź problemów z rozpoznaniem markera.

Projekt jest w fazie intensywnego rozwoju i prototypowania. Poniższe zdjęcia i film prezentują wygląd i działanie prototypu Alfa_1 po 72h od rozpoczęcia projektu. Program potrafi skutecznie zorientować pojazd w przestrzeni dwuwymiarowej i doprowadzić go do zadawanego programowo punktu docelowego.

 

 

Finalna wersja projektu ma charakteryzować się skuteczniejszym sposobem rozpoznawania pozycji robota na obrazie niż kolorowy marker, zostanie wyposażona w bardziej dopracowany algorytm wyznaczania prędkości obrotowej silników, ponadto postaramy się zbliżyć do koncepcji systemu rozproszonego tak, by kontroler po stronie robota zyskał większą swobodę w podejmowaniu decyzji.

Od strony hardwarowej robot dostanie obudowę drukowaną w 3d, enkodery oraz chwytak, który umożliwi mu transport niewielkich przedmiotów do zadanego programowo położenia.

  • 23.12.2016

Trwają pracę nad wdrożeniem nowego markera – czarno-białej szachownicy. Niestety, markery bazujące na kolorach są bardzo mało odporne na zmiany oświetlenia i zazwyczaj trzeba je ręcznie kalibrować.

s1

  • 2.01.2017

Jeden z etapów tworzenia modelu w środowisku unity, który pozwoli na bardziej metodyczne testowanie algorytmów odpowiedzialnych za pozycjonowanie i sterowanie robota oraz optymalnego wyznaczania trasy pomiędzy celami.

s1

— 29.01.2017 —

Nasz robot otrzymał nowy korpus, wydrukowany w 3d oraz nieco zmodyfikowany marker, bazujący na bibliotece ArUco

— 20.02.2017 —

Robot potrafi przechwycić krążek i dostarczyć go we wskazane miejsce. Kolejny krok to rezygnacja z Nucleo na rzecz własnoręcznie wykonanej płytki

 

— 17.03.2017 —

Mrówka otrzymała kolejną, czwartą już wersję korpusu. Zastosowanie nachodzących na siebie szczypiec pozwoliło znacząco zredukować niezbędną ilość miejsca. Wewnątrz dwupoziomowego korpusu mrówki kryją się dwie przetwornice oraz własnoręcznie wykonana płytka. Dzięki kilku poprawkom w algorytmie mrówka może jeździć szybciej i lepiej trzyma kierunek. Kolejnym krokiem będzie wprowadzenie korekcji trasy przez dodawanie niewielkich odchylań gdy jest to niezbędne, bez konieczności całkowitego wytracania prędkości.

 

— 1.04.2017 —

Poniżej wizualizacja działania pojedynczego robota typu mrówka

 

— 23.05.2017 —

W czasie 6 miesięcy powstało łącznie 5 prototypów. Ostatecznie zrezygnowano z większości dodatkowego wyposażenia aby zminimalizować wymiary bota. Robocik wyposażony jest w system pomiaru napięcia na pakiecie zasilającym (o spadku napięcia poniżej zadane informuje buzzerem). Płytka posiada dwa wyprowadzenia UART, aby umożliwić jednoczesne sterowanie i ewentualne debugowanie pojazdu za pomocą bluetooth. Ponadto, zadbano o wyprowadzenie odpowiednich pinów, aby w razie potrzeby móc dołączyć moduł komunikacji nRF. Mrówka jest w tej chwili w pełni replikowalnym robotem, którego koszt wytworzenia nie przekracza 250 pln.

System wizyjny jest w stanie wykryć dowolną ilość robotów, skompensować perspektywę, wykryć krążki zadanego koloru oraz wyznaczyć drogę do celu i z powrotem. Program jest w stanie równocześnie obsługiwać do dwóch robotów.

Projekt budowy robota typu Mrówka dobiegł końca, jednak roboty nie będą kurzyły się w szafce. Gdy tylko znajdzie się programista, zainteresowany rozwojem oprogramowania wytworzenie kilku dodatkowych mrówek nie będzie stanowiło problemu

 

Dwa roboty typu Mrówka wzięły udział w zawodach RoboDrift 2017 i zajęły 3 miejsce w kategorii Freestyle.

 

Projekt realizowany czteroosobowo, przez dwóch członków koła, jednego kandydata oraz jedną osobę ‚z zewnątrz’.