јвтономный бот Diana

25.10.2006, 11:48

ќЅў≈≈ ќѕ»—јЌ»≈ ѕ–ќ≈ “ј

“рехколесный аппарат. ¬нутри Pentium III-650 ћ√ц

(“ехнологический компьютер - моноплата без вентил€тора,на ней винчестер 40 √б от ноутбука, интегрированный на плату PIC контроллер, как устройство ввода\вывода,управл€емое по ISA шине. Usb порты(2),Com порт,VGA + LCD выходы, (контроллеры VGA и LCD на плате),LAN,MIC-IN-OUT звук.»меетс€ : LCD экран (8")на борту,USB WEB камера, USB Wireless 802.11.G device (фирма C-NET).ѕитаетс€ от ј Ѕ +12¬\7ј„, через преобразователь +12->220 и стандартный блок питани€ 150 ¬“.ќперационна€ система Win-XP.

—“–” “”–Ќјя —’≈ћј

ѕ–»Ќ÷»ѕ»јЋ№Ќјя —’≈ћј ЅЋќ ј »Ќ“≈√–»–ќ¬јЌЌќ√ќ Ќј –—.

«десь показана схема ,включающа€ декодер адресов c регистрами, который внедрен в шину ISA, управл€ет PIC контроллером и опрашивает датчики IRDA сенсора и порты RF управлени€, а также сам PIC контроллер,управл€ющий мостами маршевых двигателей ( bridge) и двигател€ рулевого колеса (wheel).

ѕринципиальна схема декодера адресов с регистрами

ƒекодер (как было сказано) внедрен в шину ISA. ¬ыполнен на ѕЋћ матрице фирмы ALTERA

¬ архиве ниже наход€тс€ файлы GDF. и POF. ѕервый - графический файл от среды MAX+pusII ¬торой - прожигаемый файл от нее же. ¬ этой среде разрабатывалс€ декодер на ѕЋћ.

ѕ–ќ√–јћћЌјя „ј—“№ ЅЋќ ј ,»Ќ“≈√–»–ќ¬јЌЌќ√ќ Ќј –—

«десь лежит прожигаемый файл и исходник, предназначенные дл€ PIC контроллера. —реда разработки фирмы ‘»“ќЌ

”правление --удаленным компом через Wireless

Ethernet программой RADMIN (чрезвычайно просто быстро и удобно).

Ќа фото показан экран аппарата с управл€ющей программой (видны клавиши интерфейса управлени€ и экран вывод€щий изображение ¬еб-камеры)

Ёто же изображение видитс€ на удаленном компе,который €вл€етс€ пультом управлени€.(„ерез RAdmin)

Ёто фото "пульта управлени€" .«десь тоже Pentium III 650 MHz. —в€зь ,естественно, по Wi-FI.

”ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»≈ 2.

ƒобавлена дублирующа€ система управлени€ с пульта - брелка .„астота радиоканала 433.92 ћ√ц.  оманд 7,несмотр€ на 4 кнопки , дл€ "портативного" управлени€ в пределах 10 м вполне приемлемо.

«а основу вз€т комплект от "ћастер-кит". см.фото ниже.

GSM модуль.

»меетс€ телефон стандарта GSM,подключенный к COM порту,благодар€ чему работает GSM сигнализаци€. ќна позвол€ет по каналу SMS или онлайновой св€зи управл€ть механизмами,знать состо€ние датчиков, посылать сообщени€,соответственно обстановке. ”добна в использовании,когда аппарат используетс€ в качестве охранного комплекса..

ƒ¬»√ј“≈Ћ»

ƒвигателей два -- от стеклоподъЄмников.”правление двигател€ми -- два транзисторных моста управл€емых PIC контроллером .ѕитание-- 2ј Ѕ +12¬\7ј„ ,по одной на двигатель. орпус -- пр€моугольный параллелепипед. —офт дл€ общей программы и дл€ ѕ» а пишетс€ пр€мо здесь же на борту ,подключив мышь и клавиатуру на врем€ (—++ Builder и MPLAB 6.0)ѕрограмматор “акже ,дл€ удобства, на борту.ƒл€ отладки ,плата может питатьс€ от сети ( мину€ преобразователь). Ќа данный момент уже ездит.

«¬” ќ¬јя ѕќƒƒ≈–∆ ј.

»меетс€ возможность встраивать в головную программу любой текст дл€ озвучивани€ любых событий. —ложность текста (русского) не ограничена. ћожно легко вставить текст " ”ровень зар€да батарей мал.«ар€дите батарею"

–”Ћ≈¬ќ… ”«≈Ћ

ƒальнейшим развитием конструкции стал рулевой узел дл€ пропорционального управлени€.ћеханизм сделан вручную, двигатель от стеклоочистител€ фар ∆игулей.

–едуктор узла отдельно.

”зел в сборе.

”правление рулевым узлом производитс€ таким же мостом как и при управлении маршевыми двигател€ми. см. ниже.

ƒјЋ№Ќ≈…Ў≈≈ –ј«¬»“»≈.

1 ”становка датчиков дыма и обнаружени€ движени€.
2.”становка GSM сигнализации ( железо и программа уже есть)
3.”становка систем ориентации -
-- местной на основе оптической мыши
-- глобальной на основе GPS .
4.”становка беспроводного видеоканала
(дл€ приЄма сигнала на бытовой телевизор. ∆елезо уже имеетс€ и работает.—тандартный канал на частоте 2,4 √√ц).
5.”становка системы автопоиска зар€дной базы и цикла автоподзар€дки
6.¬недрение системы псевдосервоуправлени€.

ќѕ»—јЌ»≈ ЅЋќ ќ¬ » ”«Ћќ¬.

1.ћост управл€ющий двигател€ми.

—хема без затей но работает надЄжшо без заметных проблем.

2.Ћокатор преп€тствий IrDa

Ћокатор выполнен отдельным блоком на микроконтроллере.

ƒополнение: маленька€ платка на плате локатора (справа вверху) это приемник дл€ дублирующей системы управлени€. см.фото ниже.ћикроконтроллер локатора обрабатывает дополнительно и сигналы с приемника и передает их на –—,где головна€ программа принимает решение ,как их обрабатывать

«амечание: интегирующа€ цепь в INFRARED MODULE ( в приемной части -- диод,резистор и емкость) дл€ срезани€ импульсных помех на выходе TSOP. ѕомехи сильно мешают ,особенно на свету,программно боротьс€ с ними слишком муторно,а данный вариант убирает всю проблему целиком. ѕрограмма локатора : Attach:locator.zip

Ќа фото ниже видна плата » -локатора в вернем правом углу аппарата

¬ архиве прожигаемый HEX и листинг на ассемблере. (извинени€ - в листинге много ненужных переменных ,они не мешают никоим образом !!!!!,но разобратьс€ в проге сложнее!!).Ћистинг преобразовывалс€ в HEX MPLAB 6.22 и средой разработки фирмы "‘итон" .¬ обоих случа€х без проблем, но фитоновский пакет намного удобнее дл€ работы.(www.phyton.ru дл€ справки).

ѕринцип работы локатора:

 онтроллер формирует пачки импульсов (7 импульсов) с несущей частотой 36  √ц, причем 1 пачка идет с порта RB4,2 пачка с RB5,3 пачка с RB6 и 4 пачка с RB7. ќдновременно идет опрос выводов -- RB0 дл€ 1 пачки, RB1 дл€ 2-ой, RB2 дл€ 3-ей, RB3 дл€ 4-ой. ¬ случае приема отраженного сигнала (лог.единица на входах RB0 RB3) на выходах RD0 - RD3 будут выставлены лог.единицы соответственно дл€ дальнейшего считывани€ компом (т.е. дл€ узнавани€ состо€ни€ локатора на преп€тстви€).¬ выбранной модели контроллера остаютс€ свободные выводы,они будут использованы дл€ добавлени€ др. датчиков.ƒанный алгоритм был использован в моем проекте “айга.

Ёто конструкци€ сенсора дл€ локатора.¬ нем только светодиод и TSOP 1736. онструкци€ разборна€ -- задн€€ часть сдвигаетс€ т.к. сделана из небольшого короба дл€ прокладки кабелей.ћеталлическа€ трубочка дл€ экраниро вани€ TSOP от пр€мого излучени€.

‘ото всей конструкции »  сенсора (где используетс€ модуль сенсора см.выше) ѕо кра€м »  модули,в центре контактный бампер. Ѕампер включен в общую схему локатора.

‘ото »  локатора -- фронтально-вертикальный и горизонтально-боковой излучатели.

3.ћќƒ”Ћ№ ѕќƒ Ћё„≈Ќ»я ћќ—“ќ¬

ќчень проста€ схема .ќна подключает питание дл€ двигателей.ќпторазв€зка дл€ защиты от пробо€ и помех. ¬се комментарии на схемах по английски -- ќркад 9.1 не понимает русского.

4.Ћј«≈–Ќџ… ƒјЋ№Ќќћ≈–

ѕредлагаема€ иде€ -- имеетс€ лазерный источник света и камера , разнесенные на некоторое рассто€ние (базу) и расположенные под углом друг к другу. √еометри€ расположени€ такова,что п€тно от лазера видимое на преп€тствии , находитс€ в центре получаемого BMP файла.(достигаетс€ настройкой)

ƒалее,имеем режим сканировани€ -- измен€ем угол между камерой и лазером от 2 до 89 градусов.” мен€ эти цифры следуют из конструктива.» при том угле, когда п€тно попадает в центр BMP файла (зна€ размер кадра камеры),высчитываем рассто€ние до объекта по формуле L = A/2 * tg a , где ј рассто€ние между камерой и лазером, а - угол между осью лазера(камеры)и линией между камерой и лазером.—м рис.ниже

ќпыт замера производилс€(угол мер€лс€ правда транспортиром ,пока)и рассто€ние мер€лось от 3.5 м до 15 см.“еоретически при моей базе 44 см между лазером и камерой , макс. рассто€ние дл€ измерени€-- около 12м.—ейчас готовитс€ механизм поворота лазера и камеры и программа нахождени€ лучом центра файла (дл€ автоматического вычислени€ и сканировани€).

‘ото дальномера в работе

¬от так "видит " камера лазерную метку на рассто€нии 3 метров при средней освещенности.

ƒјЋ№Ќќћ≈– 2.

ѕрицип работы оптического лазерного дальномера.

»меетс€ лазерный источник света и матрица цветной камеры , расположенные на небольшом рассто€нии друг от друга под некоторым определенным углом. ѕричем матрица расположена т.о., чтобы в ее "поле зрени€" попадала,некотора€ зона пространства перед св€зкой "лазер-матрица".Ќа рисунке она названа "зоной измерений".ƒиапазон этой зоны выбираетс€ согласно требований.

ѕринцип измерени€ рассто€ни€ до целей (см. рисунок) в следующем:

Ќа цели 1 при наведении на нее лазера по€витс€ €ркое красное п€тно. Ѕлагодар€ оптике (линзе) оно спроецируетс€ и отразитс€ на матрице камеры. ѕричем легко заметить, что цель 1 ,при неизменном угле и рассто€нии между камерой и источником л.света, всегда будет в крайнем левом (см. рисунок) столбце матрицы.«десь система настроена так, что все цели (красные точки от лазерной указки) всегда будут на одной горизонтальной линии матрицы, расположенной посередине матрицы. ѕри изменении положени€ целей (рассто€ни€ до источника лазерного света) проецируемые на матрицу изображени€ их будут располагатьс€ согласно рисунку.( ѕроверено опытным путем). ƒалее ,зна€ координаты пикселей матрицы,можно однозначно св€зать их с реальными рассто€ни€ми до целей.

¬ стендовых услови€х оттарировать систему и заранее составить таблицу соответстви€ рассто€ний и координат пикселей (с нужным шагом). Ёто несколько громоздко ,но в заводских услови€х несложно, и к тому же избавл€ет от необходимости производить вычислени€ каждый раз. Ёто сильно упрощает всю систему. ќстаетс€ один вопрос.ќптическа€ система должна обеспечить хорошую резкость изображени€ п€тна во всем диапазоне измерени€. ¬ устройствах типа бинокль это делает оператор ,вручную навод€ резкость на объект. ¬ случае автомата можно воспользоватьс€ линзой с плавно измен€ющимс€ фокусом,который обеспечит резкость во всем диапазоне. «на€ ,что ,к примеру, в крайнем левом положении, система лазер-камера настроены так,что там будут попадать только объекты на рассто€нии 50 м, а в крайнем правом -- объекты на рассто€нии 10 см, изготовл€ем соотв. линзу. ¬ домашних услови€х,использу€ наидешевейшую ¬≈Ѕ камеру с ужасной оптикой,удалось мер€ть рассто€ни€ от 2.5 м до 50 см с шагом 3 .см.»ли ,изменив ”√ќЋ камера-лазер мер€ть от 50 до 4 см с шагом 3 мм.

Ќа фото ниже до метки 2.5 м

Ќа этом фото до метки 1.7 м

ѕрограмма дальномера в работе

KќЌ—“–” ÷»я ƒјЋ№Ќќћ≈–ј

ƒальномер собран на рейке (см.рис).»сточник лазерный направлен перпендикул€рно рейке. амера повернута на такой угол, чтобы точка отражающа€с€ от самого дальнего (по начальному замыслу) объекта была бы видна в крайнем левом столбце камеры (в середине его),а сама€ ближн€€ точка - в крайнем правом . ѕричем надо чтобы обе этих точки находились именно ѕќ—≈–≈ƒ»Ќ≈. “огда ось лазера (по горизонтали) совпадает с осью камеры. ѕроверить это можно запустив программу дальномера,гл€д€ в левое окно программы.ƒалее тарируетс€ таблица справа. —тавитс€ преп€тствие на известное рассто€ние и значению ’ пиксел€ пишетс€ это рассто€ние в таблицу.

јрхив программы :«десь

ѕредлагаю конструкцию захвата дл€ зар€да ј Ѕ на "базе".Ќа рис.синим цветом отмечен электромагнит (причем стандартный девайс от домофонного блока,таких в продаже полно).ѕитание 12 ¬.  расным цветом стальна€ пластина.ѕри легком касании срабатывает сенсор, здесь не показан,включаетс€ эл.магнит и прит€гивает, с Ќ≈ћјЋџћ усилием аппарат к себе, что и нужно дл€ контакта с зар€дной фишкой,потом эл.магнит программно отключаетс€. ” мен€ 15 кг аппарат почти мЄртво пристыковывалс€ - рукой не оторвать.(Ќу как дверь с замком в подъезде). —ам принцип € опробовал, надо сделать еще контактную зар€дную фишку.


»сточник: https://www.hand-id.narod.ru - Biometrical identification system Handshake


 лючевые слова:
автономный бот
управлени€
локатор
камеры
система
рассто€нии
”становка
лазер
сенсор
дальномер
аппарат
матрицы
схема
программы
датчик
измерени€
јвтономный бот Diana
–оботы своими руками
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

–оботы своими руками


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.