Автономиялык футбол столу: 5 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:43

Долбоордун негизги максаты - адам оюнчусу робот атаандашы менен беттешкен Автономиялык Футбол Столунун (AFT) жумушчу прототибин бүтүрүү болчу. Оюндун адамдык көз карашы боюнча, футбол столу кадимки столго абдан окшош. Адам тараптагы оюнчу (лор) төрт туткадан турат, алар оюнчуларды оюн талаасы боюнча сызыктуу жылдыруу үчүн жана топту атаандашынын дарбазасына карай тээп кирүү жана айлантуу үчүн башкарылат. Автономдуу тарабы төмөнкүлөрдөн турат:> Футбол столунун туткаларын иштетүү үчүн колдонулган сегиз серво мотору> Серво кыймылдаткычтарын иштетүү жана компьютер менен баарлашуу үчүн микроконтроллер> Топту жана оюнчуларды көзөмөлдөө үчүн башына орнотулган вебкамера> Компьютер иштетүү үчүн Веб -камера сүрөттөрү, жасалма интеллектти ишке ашыруу жана микроконтроллер менен байланышуу Прототиптин бюджеттик чектөөлөрү долбоорду бир аз жайлатып, анын функционалын минимумга чейин кармап турду. Оюнчуларды атаандаштык ылдамдыкта жылдыра турган моторлор абдан кымбат экени аныкталды, андыктан төмөнкү серверлерди колдонууга туура келди. бул 500 доллар базалык баадан (электр энергиясыз жана компьютерсиз) кымбатка турмак.

1 -кадам: Мотор башкаруу тактасын чогултуу

Тиркелген сүрөттөр толук схемасы схемасы, ошондой эле мотор башкаруу тактасы үчүн акыркы продуктунун сүрөтү болуп саналат. Бул керектүү бөлүктөрдүн бардыгын көпчүлүк ири электроника дүкөндөрүнөн сатып алууга болот (анын ичинде Digi-Key жана Mouser. Кошумча эскертүү катары, бул жерде колдонулган бардык тетиктер тешик аркылуу өткөрүлгөн, андыктан тетиктер протоколго/нан тактасына чогултулушу мүмкүн., же тиркелген ПХБ дизайнын колдонуу менен. Бир аз кичинекей пакетти бир нече жер үстүндөгү тетиктерди колдонуу менен түзүүгө болот. Биз киргизгенде, биз моторду башкарууну 2 схемага бөлдүк, бирок андан башка артыкчылыгы жок. Кичинекей көк такта PWM башкаруу схемасын ишке ашырат, ал негизинен кээ бир атайын коддору бар PIC-12F.

2 -кадам: Servo мотор чогултуу

Серволордун эки башка түрү колдонулат. Биринчиден, каптал кыймылы төрт жогорку моменттүү серво тобу тарабынан башкарылат: Robotis Dynamixel Tribotix AX-12. Бул төртөө бир сериялык линияда иштейт жана укмуштуудай функцияларды камсыз кылат. Жогорку момент бул серволорду каптал кыймылы үчүн жогорку тангенциалдык ылдамдыкты камсыздайт. Биз 3,5 дюймдук тетиктерди жана тректерди Graingerден ар бирине 10 долларга жакын баада таба алдык. Сервалар моментти ашыкча жүктөөдөн коргоону, жеке сервонун дарегин берүү схемасын, тез байланышты, ички температураны көзөмөлдөөнү, эки тараптуу байланышты ж.б. камсыз кылат. Бул сервопустун кемчилиги-бул кымбат жана өтө тез эмес экени (редуктор аларга жардам берсе да). Ошентип, тепкилөөнү тездетүү үчүн Hitec HS-81лер колдонулат. HS-81лер салыштырмалуу арзан, татыктуу бурчтук ылдамдыкка ээ жана интерфейси оңой (стандарт PWM). HS-81лер 90 градуска гана бурулат, бирок (мүмкүн болсо да-жана сунушталбайт-180 градуска чейин өзгөртүүгө аракет кылуу). Андан тышкары, эгерде сиз сервону өзгөртүүгө аракет кылсаңыз, аларда нейлон тиштүү тетиктер бар. Бул бурчтук ылдамдыктын бул түрүнө ээ болгон 180 градуска айлануучу сервону табуу акчага татыктуу болмок, бүт система орто тыгыздыкта була (MDF) жана жогорку тыгыздыкта була (HDF) менен бириктирилген. Бул анын арзандыгына (6'x4 'барак үчүн ~ $ 5), кесүүнүн оңойлугуна жана дээрлик бардык бет менен иштөө жөндөмдүүлүгүнө карата тандалып алынган. Дагы туруктуу чечим алюминий кронштейндерди бир жерге кармап туруу болмок. PWM серволорун кармап турган бурамалар - бул стандарттуу машина бурамалары (#10s), аларды башка тарабынан кармап турган гекс жаңгактары бар. Узундугу болжол менен 3/4 болгон 1мм метрикалык бурамалар, AX-12ди эки сервону бириктирген MDFке карматат. Эки эсе тартма трек бүтүндөй комплектти трек менен бирге кармап турат.

3 -кадам: Программалык камсыздоо

Акыркы кадам - машинада колдонулган бардык программаларды орнотуу. Бул бир нече жеке коддон турат:> Сүрөт иштетүүчү компьютерде иштеген код> PIC-18F микроконтроллеринде иштеген код> PIC-12F микроконтроллерлеринин ар биринде иштеген код Сүрөт иштетүүгө орнотуунун эки шарты бар PC. Сүрөттү иштетүү бул жерде Sun аркылуу жеткиликтүү болгон Java Media Framework (JMF) аркылуу жүргүзүлөт. Ошондой эле Sun аркылуу жеткиликтүү, Java Communications API компьютердеги сериялык порт аркылуу мотордун башкаруу тактасы менен байланышуу үчүн колдонулат. Java колдонуунун кооздугу - бул * каалаган операциондук системада иштеши керек, бирок биз Linux таратуучу Ubuntu колдонгонбуз. Популярдуу пикирден айырмаланып, Javaда иштетүү ылдамдыгы өтө начар эмес, айрыкча негизги циклда (көрүнүш анализи бир аз колдонот). Мындан тышкары, үстөлдүн контуру визуалдык түрдө жайгашкан, ошондуктан көк боектордун тасмасы визуалдык контурду түзүү үчүн колдонулган. Максаттар компьютер топту 10 кадр катары менен таба албаган учурда катталат, бул адатта топ оюн аянтчасынан дарбазага түшүп кеткенин билдирет. Мындай болгондо, программалык камсыздоо максаттын багытына жараша, же көңүлүн көтөрүү үчүн, же каршылашын кубаттоо үчүн үн-байтты баштайт. Жакшыраак система, бирок бизде аны ишке ашырууга убактыбыз жок болсо да, бул инфрақызыл эмитент/сенсор жупту колдонуп, топтун голго түшкөнүн аныктоо болмок. Бул долбоордо колдонулган программалык камсыздоонун бардыгы бир ZIP файлында, бул жерде. Java кодун түзүү үчүн javac командасын колдонуңуз. PIC-18F жана PIC-12F коду Microchipтин MPLAB программасы менен бөлүштүрүлөт.

4 -кадам: Веб -камерага орнотуу

Philips SPC-900NC веб-камерасы колдонулган, бирок сунушталбайт. Бул камеранын өзгөчөлүктөрү Philipsтин инженерлери же сатуу кызматкерлери тарабынан бурмаланган. Тескерисинче, ар кандай арзан веб -камера, эгерде ал операциялык система тарабынан колдоого алынса, жасайт. Linuxтун астында веб -камераларды колдонуу жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн, бул баракты караңыз. Биз веб -камеранын фокус аралыгы фосбол столун алкакка орнотуу үчүн зарыл болгон аралыкты ченедик. Бул камера модели үчүн бул сан 5 футтан бир аз көбүрөөк болуп чыкты. Камерага орнотуу үчүн биз кандайдыр бир негизги жабдык дүкөнүндө жайгашкан текчелерди колдондук. Текче текчелери үстөлдүн төрт бурчунан өйдө карай созулат жана бурчтуу алюминий кашаа менен кайчылаш тиркелет. Камеранын борборлоштурулгандыгы жана бурчтуу айлануусу жок болушу абдан маанилүү, анткени программалык камсыздоо x- жана y-огу столго тизилген деп ойлойт.

5 -кадам: Жыйынтык

Тиешелүү долбоордун бардык файлдарын бул сайттан жүктөп алсаңыз болот. Сайттын мазмунунун камдык көчүрмөсүн бул жерден, менин жеке веб -хостумдан тапса болот. Бул акыркы отчетту камтыйт, анда маркетинг анализи, ошондой эле биз өзгөртө турган нерселер, биздин түпкү максаттарыбыз жана чындыгында эмнеге жеткенибиздин тизмеси бар. Долбоор дүйнөдөгү эң атаандаштыкка ээ болгон оюнчу эмес. Мындай жырткычты долбоорлоодо колдонулган кадамдарды жана укмуштай арзан баада жасалган роботтун татыктуу прототибин көрсөтүү үчүн жакшы курал. Дүйнөдө башка дагы ушундай роботтор бар, жана, албетте, алардын көбү бул роботту "сабашат". Бул долбоор George Tech компаниясынын төрт электрдик/компьютердик инженерлер тобу тарабынан жогорку дизайн долбоору катары иштелип чыккан. Эч кандай инженер-механик тарабынан эч кандай жардам алынган эмес жана үчүнчү тараптын каржылоосу колдонулган эмес. Бул баарыбыз үчүн эң сонун окуу процесси жана жогорку курстун убактысын татыктуу пайдалануу болду.> Доктор Джеймс Гамбленге, биздин бөлүмдүн кеңешчиси, техникалык стратегиядагы үзгүлтүксүз жардамы үчүн> Доктор Дженнифер Майклс, башкы профессор, Дагы бир дымактуу долбоорду ишке ашырууга тоскоолдук кылбаганыбыз үчүн> Лабораториянын улук администраторлору Джеймс Стейнберг жана Эдгар Джонс, бөлүктөрдү иретке келтирүүдө, көйгөйлөрдү чечүүдө жана "сонун нерселерди" табууда дайыма жардам үчүн жана арзан баада. жогорку функционалдуулук> Жана албетте, менин командамдын калган үч мүчөсү, булардын эч бири мүмкүн болмок эмес: Майкл Эберхард, Эван Тарр жана Нардис Уолкер.