Бут сенсорлору менен роботту башкарыңыз, GPS, W/o картасы: 13 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

By obluobluFollow About: oblu - бул жабык навигациялык сенсор, oblu жөнүндө көбүрөөк маалымат »

Робот алдын ала программаланган жолдо жылат жана реалдуу убакытта көз салуу үчүн телефонго өзүнүн кыймылынын маалыматын (bluetooth аркылуу) өткөрүп берет. Arduino жол менен алдын ала программаланган жана oblu роботтун кыймылын сезүү үчүн колдонулат. oblu кыймыл маалыматын Arduinoго үзгүлтүксүз өткөрүп турат. Ушуга таянып, Arduino дөңгөлөктөрдүн кыймылын көзөмөлдөйт, робот алдын ала белгиленген жолго түшөт.

1 -кадам: КЫСКА КИРИШҮҮ

Долбоор роботту GPS же WiFi же Bluetooth колдонбостон, тактык менен алдын ала аныкталган жолдо кыймылга келтирүү жөнүндө, ал тургай карта же имараттын планын да түзбөйт. Жана анын чыныгы жолун (масштабга), реалдуу убакытта тарткыла. Bluetooth реалдуу убакытта жайгашкан жер жөнүндө маалыматты берүү үчүн зымдын ордуна колдонулушу мүмкүн.

2 -кадам: КЫЗЫКТУУ ТҮРДӨГҮ ОКУЯ

Биздин команданын башкы максаты-бут кийимге орнотулган жөө навигациялык сенсорлорду иштеп чыгуу. Бирок, бизге академиялык изилдөө тобу кайрылды, роботту үй ичинде чуркоо жана бир убакта анын абалын көзөмөлдөө талабы менен. Алар мындай системаны радиацияны жабык камерада картага түшүрүүнү каалашкан же өндүрүштөгү газдын агып кетишин аныкташкан. Мындай жерлер адамдар үчүн коркунучтуу. биздин Arduino негизделген роботубуздун ичиндеги навигациясы үчүн күчтүү чечимди издеп жатабыз.

Кандайдыр бир кыймыл сенсорунун модулуна (IMU) биздин ачык тандообуз "oblu" (Сүрөттүн үстүндөгү Ref) болгон. Бирок бул жердеги татаал нерсе, obluнун иштеп жаткан программасы жөнөкөй сөздөр менен айтканда, жөө кишилердин өлгөндөрүн эсепке алуу (PDR) же жөө навигация үчүн ылайыктуу болгон. obluдун PDRдин бутка орнотулган IMU катары аткарылышы абдан таасирдүү. Облунун бут кийим сенсору катары реалдуу убакытта көз салуу үчүн Android тиркемесинин (Xoblu) болушу артыкчылыкты кошот. Бирок, көйгөй роботту башкаруу жана аны көзөмөлдөө үчүн адамдын басуу моделине негизделген алгоритмин колдонуу болчу.

3 -кадам: "oblu" га КЫСКА КИРИШҮ

"oblu" - бул кичирейтилген, арзан жана ачык булактарды иштетүүчү платформа, бул кыймылдын кыймылын сезүүчү колдонмолорго багытталган. Бул Li-Ion кайра заряддалуучу батарея болуп саналат жана борттогу USB батареясын заряддоого мүмкүндүк берет. Бул зымсыз байланыш үчүн борттогу Bluetooth (BLE 4.1) модулуна ээ. "oblu" борттогу татаал навигациялык теңдемелерди чечүүгө мүмкүндүк берүүчү 32 биттик калкып жүрүүчү чекиттүү микроконтроллерге (Atmel's AT32UC3C) ээ. Ошондуктан, бардык кыймылдарды кайра иштетүү өзү аткарат жана акыркы жыйынтыкты гана берет. Бул obluдун ассоциацияланган система менен интеграциясын өтө жөнөкөй кылат. "oblu" ошондой эле сенсордун биригүүсүнө мүмкүндүк берүүчү жана кыймылдын сезүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатуучу көп IMU (MIMU) массивине ээ. MIMU ыкмасы "oblu" уникалдуулугун кошот.

obluдун ички эсептөөлөрү адамдын басышына негизделген. oblu ырааттуу эки кадамдын жана баштагы өзгөрүүнүн ортосунда орун алмаштырууну берет. Кантип - бут жерге тийгенде, тамандын ылдамдыгы нөлгө барабар, башкача айтканда таман токтоп турат. Бул ыкма oblu "кадамдарын" аныктайт жана кээ бир ички каталарды оңдойт. Жана каталарды тез -тез оңдоо, чоң көзөмөлдөө иштерине алып келет. Ошентип, бул жерде кармоо жатат. Эгерде биздин робот да ушундай эле жол менен жүрсө эмне болот - кыймылда, токто, кыймылда, токто.. Туура эмес, oblu кыймылы үзгүлтүксүз нөл жана нөлдүк моменттерге ээ болгон бардык объекттер үчүн колдонулушу мүмкүн. Ошентип биз oblu менен алдыга жылып, эч убакта роботубузду жана көзөмөлдөө системасын чогулта алган жокпуз.

4 -кадам: "облунун" ПАЙДАЛУУЛУГУ ЭМНЕДЕ?

Биз убактыбыздын дээрлик 70% ын үйдө өткөрөбүз. Ошондуктан, адамдардын жана машиналардын ичиндеги навигацияны талап кылган көптөгөн тиркемелер бар. Көбүнчө позициялоо чечими спутникке негизделген GPS/GNSS болуп саналат, бул ачык навигация үчүн жакшы. Бул ачык асманга жетпеген ички чөйрөдө же шаардык чөйрөдө ишке ашпайт. Мындай колдонмолор кедей-кембагалдарды же оор дарактардын астындагы жерлерди гео-изилдөө, роботтордун ичиндеги навигациясы, куткаруу агенттеринин өрт өчүрүү, тоо-кен кырсыктары, шаардык согуш ж.

Облунун мурдагысы өрт өчүрүүчүлөрдүн жайгашуусу үчүн өтө кыска бут кийим сенсору (же PDR сенсору) катары киргизилген, ал кийинчерээк оңдоп-түзөөчүлөр үчүн абдан конфигурацияланган өнүктүрүү платформасы катары өзгөртүлгөн. адамдардын, ошондой эле роботтордун ичиндеги навигациясы үчүн жеткиликтүү инерциялуу чечим. Буга чейин, oblu колдонуучулары жөө адамдарды көзөмөлдөө, өнөр жай коопсуздугу жана ресурстарды башкаруу, тактикалык полиция, GPS жок аймактын гео-сурамжылоосу, өзүн өзү башкаруучу робот, жардамчы робототехника, оюн, AR/VR, кыймылдын бузулушун дарылоодо, физиканы түшүнүүдө көрсөтүштү. Кыймыл ж.б oblu мейкиндик чектөөлөрү бар колдонмолор үчүн ылайыктуу, мисалы кийилүүчү кыймыл сезгич. Ошондой эле борттогу Bluetooth аркылуу зымсыз IMU катары колдонсо болот. Бортто сүзүүчү чекитти иштетүү мүмкүнчүлүгүнүн болушу, төрт IMU массиви менен бирге, модулдун ичинде сенсордун синтезин жана кыймылын иштетүүнү мүмкүн кылат, бул өз кезегинде абдан так кыймылды сезүүгө алып келет.

5 -кадам: ДОЛБООРДУН ОКУЯСЫ

Бул долбоордун окуясы видеодо…

6 -кадам: ТУТУМДУН СҮРӨТТӨМӨСҮ

Робот алдын ала программаланган жолдо жылат жана реалдуу убакытта көз салуу үчүн телефонго өзүнүн кыймылынын маалыматын (bluetooth аркылуу) өткөрүп берет.

Arduino жол менен алдын ала программаланган жана oblu роботтун кыймылын сезүү үчүн колдонулат. oblu кыймыл маалыматын Arduinoго үзгүлтүксүз өткөрүп турат. Ушуга таянып, Arduino дөңгөлөктөрдүн кыймылын көзөмөлдөйт, робот алдын ала белгиленген жолго түшөт.

Роботтун жолу түз сызык сегменттеринин жыйындысы катары программаланган. Ар бир линия сегментинин узундугу жана мурункусуна карата багыты менен аныкталат. Роботтун кыймылы сакталат, башкача айтканда түз сызыкта, бирок кичирээк сегменттерде жылат (жөнөкөйлүк үчүн 'кадамдарды' чакырууга мүмкүндүк берет). Ар бир кадамдын аягында, oblu кадамдын узундугун жана четтөөнүн чегин (багытынын өзгөрүшүн) түз сызыктан Arduinoга өткөрөт. Ардуино мындай маалыматты алган сайын, роботтун тегизделишин оңдойт, эгерде ал алдын ала аныкталган түз сызыктан четтеп кетсе, программа боюнча, робот дайыма түз сызыкта кыймылдашы керек. Бирок, ал түз сызыктан четтеп кетиши мүмкүн, анткени тегиз эмес бети, роботторду чогултуудагы массалык дисбаланс, DC кыймылдаткычтарындагы архитектуралык же электрдик дисбаланс же алдыңкы бош жүгүрүү дөңгөлөгүнүн туш келди ориентациясы сыяктуу идеалдуулуктан улам белгилүү бир бурчта же кыйшык жолдо жүрүшү мүмкүн. Бир кадам таштаңыз.. багытыңызды оңдоңуз … алдыга жылыңыз. Робот ошол сызыктын программаланган узундугунан көбүрөөк саякаттаса, артка жылат. Кийинки кадамдын узундугу ошол түз сызык сегментинин калган аралыкына жараша болот. Робот чоң кадамдарды басып өтүү керек болгон аралык чоң болгондо жана бара турган жерге жакыныраак кадамдарды жасайт (б.а. ар бир түз сызык сегментинин аягы). oblu маалыматтарды Arduino менен телефонго (bluetooth аркылуу) бир убакта жөнөтөт. Xoblu (Android колдонмосу) телефондо реалдуу убакытта көз салуу үчүн колдонулган роботтон алынган кыймыл маалыматына негизделген жолду куруу үчүн бир нече жөнөкөй эсептөөлөрдү жүргүзөт. (Xoblu аркылуу жолдун курулушу экинчи сүрөттө көрсөтүлгөн).

Жыйынтыктап айтканда, oblu кыймылды сезет жана кыймыл маалыматын Arduino менен телефонго үзгүлтүксүз жеткирет. Программаланган жолдун жана кыймыл маалыматынын негизинде (oblu тарабынан жөнөтүлгөн), Arduino дөңгөлөктөрдүн кыймылын көзөмөлдөйт. Роботтун кыймылы баштоо/токтотуу командаларынан башка алыстан башкарылбайт.

Облу программасы үчүн https://sourceforge.net/p/openshoe/_list/git дарегине баш багыңыз

Aurduino роботунун коду үчүн https://github.com/vijkumsha/oblu_Robot дарегине баш багыңыз

7 -кадам: ЖОЛДУ ТҮЗӨТҮҮ

Роботту түз сызык сегменттеринде гана жүрсө мыкты башкарууга болот. Ошондуктан, жол биринчи жолу түз сызык сегменттеринин жыйындысы катары моделдештирилиши керек. Сүрөттөрдө мисал жолдорунун бир нечеси жана алардын ордун которуу жана багыттоо боюнча көрсөтүлүшү камтылган. Бул жол Arduinoдо кантип программаланган.

Ошо сыяктуу эле, түз сызык сегменттеринин жыйындысы болгон ар кандай жолду Arduinoдо аныктоого жана программалоого болот.

8 -кадам: АЙЛАНУУ ЧОГУЛУШУ

Жогорку деңгээлдеги системанын интеграциялоо диаграммасы. Arduino жана oblu аппараттык жыйнактын бир бөлүгү. UART Arduino жана oblu ортосундагы байланыш үчүн колдонулат. (Rx/Tx туташуусун эске алыңыз.) Dataflowдун багыты шилтеме үчүн гана. Бүт аппараттык түзүлүш Bluetooth аркылуу смартфон (Xoblu) менен байланышат.

9 -кадам: ЦИРКТИН ДИАГРАММАСЫ

Arduino, oblu, мотор драйвери жана батарея пакетинин ортосундагы деталдуу электр байланыштары.

10 -кадам: БАЙЛАНЫШ ПРОТОКОЛУ:

Төмөндө роботко жана смартфонго орнотулган oblu сенсорунун, башкача айтканда Xoblu ортосунда маалымат байланышы кандайча ишке ашат:

1 -кадам: Xoblu 2 -кадамга START буйругун жөнөтөт: 2 -кадам: oblu Xoblu'го тиешелүү ACK жөнөтүү менен буйрук алганын моюнга алат 3 -кадам: oblu Xobluго ар бир кадам үчүн ордун алмаштыруучу жана ориентация информациясын камтыган DATA пакетин жөнөтөт. (кадам = нөл кыймылын аныктаганда же токтоп калуу аныкталганда). 4 -кадам: Xoblu тийиштүү ACKны obluга жөнөтүү менен акыркы DATA пакетин алганын моюнга алат. (3 жана 4 -кадамдардын цикли Xoblu STOP жөнөтмөйүнчө кайталанат. STOP буйругун алгандан кийин, oblu 5 -кадамды аткарат) 5 -кадам: STOP - (i) oblu менен иштөөнү токтотуу (ii) obluдагы бардык чыгууларды токтотуу Облу арызын караңыз START, ACK, DATA жана STOP маалыматтары

11 -кадам: "oblu" ӨИК кантип иштейт (милдеттүү эмес):

Облунун серептери жана бутка орнотулган PDR сенсорлорунун иштешинин негизги принциптери боюнча кээ бир шилтемелерди берүү:

Облунун жеткиликтүү булак коду бутка орнотулган навигацияга багытталган. Жана ал ушул максатта оптималдаштырылган. Төмөндөгү видео анын негизги иштөө принцибин камтыйт:

Бул жерде жөө орнотулган PDR сенсорлору боюнча бир нече жөнөкөй макалалар бар: 1. Менин кадамдарымды көзөмөлдөңүз

2. Менин кадамдарыма көз салууну улантыңыз

Бут сенсорлору аркылуу жөө жүргүнчүлөрдүн өлүмүн эсепке алуу үчүн бул документке кайрылсаңыз болот.

12 -кадам: Visit "oblu.io" (милдеттүү эмес)

"Облунун" мүмкүн болгон колдонмолору үчүн видеону көрүңүз:

---------------- Сураныч, пикириңизди, сунуштарыңызды жана комментарий калтырыңыз.

13 -кадам: КОМПОНЕНТТЕР

1 облу (ачык ресурстук IMU өнүктүрүү платформасы)

1 Smart Motor робот Унаанын Батарея кутусунун шасси Kit Arduino үчүн DIY Speed Encoder

1 Solderless Breadboard жарым өлчөмү

1 Эркек/Аял Jumper Wires

2 Capacitor 1000 µF

1 Texas Instruments Dual H-Bridge мотор айдоочулары L293D

1 Arduino Mega 2560 жана Genuino Mega 2560

4 Amazon Web Services AA 2800 Ni-MH Заряддоого болот