роботы
робототехника
микроконтроллеры
Главная
Новости
Спорт
Шаг за шагом
Статьи
Wiki
Форум
Downloads
Ссылки
Контакты
 

Обзор подходов к созданию роботов с элементами самосознания
Корнеллский робот. Робот университета Мейдзи. Эволюционное моделирование самосознания.

BEAM-РОБОТЫ
Создание BEAM-роботов - это не просто технологический процесс или увлекательное хобби. BEAM - это целая культура, со своей философией и эстетикой.  

Робот "Омнибот" на базе встраиваемого компьютера стандарта PC/104
Робот-теннисист разработан командой механико-математического факультета МГУ.  

РОБОТ ОМНИБОТ
для соревнований роботов "Теннис"
на базе встраиваемого компьютера стандарта PC/104
(Механико-математический факультет МГУ)



Команда разработчиков:
Станислав Ашманов, Кирилл Герасимов, Андрей Краснощёков, Владимир Павловский (младший), Алексей Панченко, Александр Птахин, Георгий Пяцкий, Анна Шувалова, Кузьма Якимец.

Руководитель команды – д.ф.-м.н., профессор В.Е. Павловский.

Робот Омнибот

Робот «Омнибот» был разработан командой механико-математического факультета МГУ для соревнования «Теннис», которое проводится на Всероссийском Открытом робототехническом турнире на Кубок Политехнического музея в рамках ежегодной Всероссийской программы “Каникулы роботов”. Подробнее о соревнованиях по теннису на III Открытом робототехническом турнире можно прочитать здесь.


Соревнование роботов Теннис
Соревнование роботов Теннис В соревновании роботов «Теннис» поединок проходит между двумя роботами. Игровое поле прямоугольной формы разделено на две половины, между которыми находится нейтральная зона. На каждой половине игрового поля в начале сета устанавливается по три теннисных мяча.

Цель поединка - перекатить мячи, расположенные на игровом поле, на сторону противника и «отбить» мячи, перекаченные противником.

Судьи принимают решение о победе того или иного робота по количеству мячей, оказавшихся на стороне противника по истечении времени сета. Во время поединка роботы не должны пересекать линию, отделяющую поле противника от нейтральной зоны.



Омниколёса

Омниколёса робота "Омнибот". В роботе использовано
4 роликонесущих колеса типа mecanum.
При создании «Омнибота» было решено реализовать перемещение робота в любом направлении без поворота, чтобы успевать за всеми мячами. Для этого было использовано шасси на роликонесущих колёсах (омниколёсах).

Для достижения большей устойчивости разработчики остановились на варианте с четырьмя роликонесущими колёсами типа mecanum, в которых ролики стоят так, что углы между их осями и вертикальной плоскостью составляют 45 градусов.

Колёса были спроектированы и изготовлены командой разработчиков робота самостоятельно. Вначале был создан электронный чертёж, затем прототип (с помощью 3D-принтера).

С помощью двухкомпонентной резины была изготовлена эластичная форма для литья, и колёсные диски на роботе были отлиты из двухкомпонентного пластика. Ролики выполнены на 3D-принтере.

Управление роботом с mecanum-колесами возможно в согласии со следующей схемой.

Робот Омнибот
Схема управления mecanum-колесами.

Вращая колёса в разные стороны по этой схеме, робот может двигаться по различным траекториям.


Робот Омнибот

Робот "Омнибот".
На фотографии хорошо видна плата встраиваемого компьютера стандарта PC/104.


Все системы робота установлены на трёх платформах, закреплённых друг над другом.

На нижней платформе располагается шасси: четыре мотора, элементы подвески, и "ковш" для оперирования мячами. Вращение передаётся колесу от оси двигателя через специальную муфту, проходящую через опорный блок-параллелепипед, который, в свою очередь, жёстко прикреплён к платформе. Муфта одновременно является подшипником скольжения для крепления осей колес. С нижней стороны платформы закреплена система навигации. Она состоит из двух компьютерных лазерных мышек.

На средней платформе размещены аккумуляторы и блок питания компьютера. Элементам питания выделен отдельный “этаж” для простоты замены их при разрядке.

Наверху располагается web-камера и элементы управления роботом: компьютер встраиваемого формата PC/104 и специальный контроллер двигателей, разработанный в ИПМ им.М.В.Келдыша РАН. Последний соединяется с моторами через усилители сигнала. Усилители и компьютер снабжены блокираторами переполюсовки (неправильной полярности при подключении питания). Контроллер осуществляет передачу сигналов ШИМ двигателям. Встроенный компьютер обрабатывает видеосигнал и принимает тактические решения.


Встраиваемые одноплатные компьютеры стандарта PC/104
Стандарт PC/104 – наиболее компактный и популярный был разработан специально для применения в различных бортовых и встраиваемых системах. Процессорные и периферийные платы данного стандарта имеют размер всего 90х96 мм и позволяют создавать системы управления, сбора данных в одном из самых малых форматов имеющихся на рынке.

Встраиваемые компьютеры стандарта PC/104 выпускаются на базе процессоров Intel ATOM, AMD Geode, Vortex86DX, VIA Eden, а также Intel Pentium M, Intel Celeron M и ряда других.

Высокая плотность монтажа элементов на плате является неоспоримым преимуществом стандарта PC/104, а низкое энергопотребление и возможность работы в промышленном диапазоне температур сделали платы этого формата наиболее популярным решением.



Робот Омнибот

Робот "Омнибот" на соревнованиях III Всероссийского Открытого робототехнического турнира (9 января 2011).
На фотографии члены команды разработчиков "Омнибота" - Кирилл Герасимов и Анна Шувалова.


Управление роботом построено по следующей схеме. Система технического зрения на базе видеокамеры используется для контроля положения робота относительно основных элементов поля - чёрных полос, разделяющих поле по середине, и цветных полос по краям. Подъезжая к разделительной черной полосе и обнаруживая ее, робот поворачивает перпендикулярно ей. В ряде случаев выполняется маневр отъезда в глубину своего поля. Система технического зрения предназначается также для контроля положения мячей на поле.

Омниколёса

Команда разработчиков робота "Омнибот" на соревнованиях в Политехническом музее.
Управление роботом основывается на навигационных данных от сенсоров на лазерных мышках и камеры. Лазерные мышки достаточно точны и хорошо улавливают небольшие изменения координат. С помощью одного такого устройства можно контролировать точку на плоскости, а система из двух лазерных сенсоров даёт даже избыточные данные для определения положения и угла поворота всего робота. Командой были разработаны и применены формулы для работы с этой системой навигации.

Омниколёсная система требовательна к сцеплению колёс с поверхностью. При проскальзывании колес траектория движения робота становится неустойчивой, и поэтому её необходимо корректировать. Поправки выполняются программным способом, основываясь на данных, поступающих с лазерных сенсоров, изготовленных из компьютерных мышек.

Для увеличения сцепления с поверхностью в дальнейшем планируется изготовить для «Омнибота» пружинную подвеску. Кроме того, предполагается улучшить работу навигационной системы, системы визуального распознавания мячей и алгоритма их отбивания.



20.01.2011
Статья подготовлена по материалам,
предоставленным механико-математическим факультетом МГУ.










Copyright © myrobot.ru, 2005-2013


OpenHosting