Rojové roboty: Montáž a kooperatívna doprava: 13 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Ahojte všetci, Tento návod sa týka hry „Swarm Bots: Montáž a kooperatívna doprava“, v ktorej si môžeme postaviť vlastného hlavného a podradeného robota, otrok bude nasledovať hlavného robota a hlavného robota budeme ovládať pomocou svojho smartfónu. Je to zábavný projekt, vyskúšajte nadšenec elektroniky vo vašom vnútri a zahrajte si s robotikou. Skúsim veľa obrázkov, videí, stručného vysvetlenia k tomuto projektu, aby som mal jasnú predstavu.

Prečo sa COBOT líši od Swarmu a bežného robota, nájdete tu

1. ÚVOD

1.1 Čo je to vlastne robotika Swarm!

1. Rojová robotika je nový prístup ku koordinácii systémov viacerých robotov, ktoré pozostávajú z veľkého počtu väčšinou jednoduchých fyzických robotov.

2. Tento prístup sa objavil v oblasti umelej inteligencie rojov, ako aj v biologickom štúdiu hmyzu, mravcov a ďalších oblastí v prírode, kde sa správanie rojov vyskytuje.

3. Swarm Robotics je nová oblasť v kolektívnej robotike, ktorá používa plne distribuovanú paradigmu ovládania a relatívne jednoduché roboty na dosiahnutie koordinovaného správania na úrovni skupiny.

4. Robotické systémy roja sú samoorganizujúce sa, čo znamená, že konštruktívne kolektívne (alebo makroskopické) správanie vyplýva z individuálnych (alebo mikroskopických) rozhodnutí, ktoré roboti robia.

Krok 1: Pôvod roja a referencia vo filmoch

1.2 Pôvod roja 1. Väčšina výskumov rojovej inteligencie je inšpirovaná tým, ako sa roje prírody, ako napríklad spoločenský hmyz, ryby alebo cicavce, v roji navzájom ovplyvňujú v reálnom živote.

2. Tieto roje sa pohybujú od niekoľkých jedincov žijúcich v malých prírodných oblastiach až po vysoko organizované kolónie, ktoré môžu zaberať veľké územia a pozostávať z viac ako miliónov jedincov.

3. Skupinové správanie, ktoré sa objavuje v rojoch, vykazuje veľkú flexibilitu a odolnosť, ako je plánovanie cesty, budovanie hniezda, prideľovanie úloh a mnoho ďalších komplexných kolektívnych spôsobov správania v rôznych prírodných rojoch.

4. Jedinci v prírodnom roji vykazujú veľmi zlé schopnosti, napriek tomu sa v celom roji môže objaviť komplexné skupinové správanie, ako napríklad migrácia vtáčích davov a hejna rýb a hľadanie mravčekových a včelích kolónií, ako je znázornené na obr. budujte kolónie, roje vtákov, aby našli potravu, včely sa rojili, aby zbierali med.

Krok 2: DEFINÍCIA PROBLÉMU

1. Úvod

V tejto kapitole budeme pracovať na dvoch hlavných cieľoch nášho projektu, tj. Montáž a kooperatívna doprava. Pri samostatnej montáži sa dva roboty zmontujú v rade a pri kooperatívnom transporte budú tieto dva roboty prenášať blok z jedného miesta na druhé.

1..1 Samostatná montáž rojových robotov

Našim cieľom je ovládať skupinu s-robotov úplne autonómnym spôsobom tak, aby lokalizovali, priblížili sa k objektu a spojili sa s ním.

1.2 Kooperatívna doprava

V tejto práci sa zaoberá problémom

a) ako ovládať samostatné s-roboty tak, aby sa autonómne spájali s objektom a/alebo navzájom, a

b) ako ovládať rojového robota alebo zbierku rojových robotov na prepravu objektu k cieľu.

Dizajn a užitočnosť architektúry hybridného riadenia na ovládanie samostatne sa montujúcej skupiny s-robotov zapojených do kooperatívnej transportnej úlohy už boli v simulácii študované. Problém bol rozložený na čiastkové problémy riadenia akcií.

1. S-boti, ktorí sa môžu montovať sami. Zostavení s-boti, ktorí sú schopní lokalizovať cieľ počas prepravy.

2. Zostavené roboty, ktoré nie sú schopné lokalizovať cieľ počas prepravy. Použite jeden hlavný a podradený mikrokontrolér.

3. Rozhranie optický snímač vyhýbania s rojovým robotom.

4. Vyvinutá SPI komunikácia medzi rojovými robotmi.

5. Synchronizácia medzi dvoma rojovými robotmi. Limitovaná preprava objektu je len obmedzením nášho projektu.

Krok 3: METODIKA

Projekt pozostáva z piatich hlavných blokov roja

A) Arduino Master & Slave: Master a slave sú dvaja roboti na báze arduino, ktorí spolupracujú na vykonaní požadovanej úlohy- v našom prípade prepravy ťažkých predmetov. Master riadi pohyb a činnosti podriadeného prostredníctvom modulu RF vysvetleného v ďalšej časti.

B) RF modul (nrf24l01): Komunikácia medzi masterom a slave prebieha prostredníctvom RF modulu. Master pošle požadovaný príkaz cez vysielací modul, ktorý je prijatý a za ním nasleduje Slave cez k nemu pripojenému prijímaciemu modulu.

C) Obstacle Avoider: Toto je oko robotov. Vyhýbač prekážok pomáha robotom vyhnúť sa nechceným prekážkam a tiež zabraňuje vzájomným kolíziám. Skladá sa zo systému fotodiód a LED diód, ktoré sú umiestnené na nadradenom a podriadenom zariadení

D) One Sheeld: Prvá časť je štít, ktorý je fyzicky pripojený k doske Arduino a funguje ako bezdrôtový prostredník, ktorý prenáša údaje medzi Arduino a akýmkoľvek smartfónom s Androidom prostredníctvom Bluetooth. Jedná sa o softvérovú platformu a aplikáciu pre smartfóny Android, ktorá spravuje komunikáciu medzi naším štítom a vašim smartfónom a umožňuje vám vybrať si medzi rôznymi dostupnými štítmi.

E) LV-MaxSonar: Naše ultrazvukové senzory sú vo vzduchu, bezkontaktné na detekciu predmetov a senzory na meranie vzdialenosti, ktoré detekujú objekty v určitej oblasti. Tieto senzory nie sú ovplyvnené farbou alebo inými vizuálnymi charakteristikami detekovaného objektu. Ultrazvukové senzory používajú vysokofrekvenčný zvuk na detekciu a lokalizáciu predmetov v rôznych prostrediach.

Krok 4: ROZHRANIE KOMPONENTOV

Rojové roboty: Montáž a kooperatívny transportný kolík Popis

A. Popis kolíka nrf24L01

1 - GND

2 - VCC 3,3 V !!! NIE 5V

3 - Kolík CE až Arduino 9

4 - Pin CSN na Arduino 10

5 - Pin SCK na Arduino 13

6 - Pin MOSI na Arduino 11

7 - Pin MISO na Arduino 12

8 - NEPOUŽITÝ

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Dátový kolík - A5

C. IC ovládača motora L293D

LeftMotorForward - D7 (digitálny kolík 7)

LeftMotorReverse - D6

RightMotorForward - D5

RightMotorReverse - D4

D. Fotodióda (voliteľné)

VCC-5V

GND

Dátový kolík - D0

Pin môžete pripojiť podľa svojho návrhu DPS, ale je potrebné vykonať potrebné zmeny v kóde.

Poznámka: Ľudia budú mať pri prepojení a spustení programu na prvý pokus nejaký problém. Prejdite si prosím poriadne všetky pripojenia a kód a potom to skúste znova.

Krok 5: PROGRAMOVANIE

Hackster.io

Poznámka: Nasledujúci priložený súbor txt obsahuje program Master.ino a Slave.ino. Vezmite si referenciu z kódu, pochopte prácu a potom ho nahrajte do príslušného hlavného arduina a slave arduina:)

Krok 6: PÁSY, DPS a PROTOTYPING

Môžete si vziať akékoľvek puzdro pre svojho robota

DPS obsahuje nrF, snímač vyhýbania sa prekážkam, batériu, integrovaný obvod L293D. Nemusíte vyrábať DPS, ale na dosku Purf zapojte každý komponent a spájkujte ho

Krok 7: TESTOVANIE SNÍMAČA PREDCHÁDZAJÚCEMU PREKÁŽKE

Krok 8: TESTOVANIE REGULÁTORA NRF24L01

Poznámka: Ospravedlňujeme sa za vodoznak vo videu;)

Krok 9: TESTOVANIE JEDNODUCHÉHO BOTU A PRÁCE NA 1 RÁME

Krok 10: MONTÁŽNÍCI MONTÁŽ NA ZÁVEREČNÉ TESTOVANIE

Krok 11: ZÁVEREČNÉ TESTOVANIE

Krok 12: ZÁVER

1. Náš projekt je v zásade založený na prirodzenom správaní sa Roja včiel alebo Roja mravcov, ktorý efektívne a efektívne plní úlohu, ktorá im bola zverená.

2. Koordinácia medzi robotom Master a Slave je účinná pri plnení úlohy, ktorou je transport objektov

3. Tu sa používa iba 1 hlavný a 1 podriadený robot, čo obmedzuje veľkosť objektu, ktorý je možné transportovať zo zdroja do cieľa.

4. Po dokončení vlastnej montáže je preprava objektu ľahký a spoľahlivý proces.

5. Vďaka použitiu bezdrôtových robotov je pár Master a Slave Bot praktický.

BUDÚCI ROZSAH

1. Zvýšením počtu otrokov je možné vykonávať prepravu väčších a ťažších predmetov.

2. Tieto rojové roboty je možné použiť na rôzne záchranné operácie, kde situácie nie sú priaznivé pre ľudí, aby zasiahli.

3. Využívanie rojovej robotiky je možné rozšíriť tak, aby slúžilo národu prostredníctvom vojenských služieb. Tým sa zníži počet obetí vojny.

Krok 13: ĎAKUJEME:)

Ďakujem vám veľmi pekne za čas, ktorý ste venovali tomuto pokynu

Dúfam, že som pre tento projekt urobil krátke vysvetlenie, aby každý ľahko porozumel projektu a vytvoril si vlastný. Vzhľadom na to, že ide o trochu komplexný projekt, môžete spočiatku čeliť problémom pri rozhraní, kódovaní a testovaní. Postupujte krok po kroku a odstráňte chybový riadok, nenahrávajte priamo kód a spustite ho. Kód je tiež všeobecný kód, možno budú musieť ľudia vykonať zmeny podľa vašich požiadaviek.

Navrhujem najskôr prepojiť jeden komponent s kódom a otestovať ho, potom pridať ďalší kód a otestovať ho. To pomôže lepšie. Vezmite si odkaz od spoločnosti Google, pretože môj kód tiež nie je 100% správny. Nakoniec som tiež nováčik v arduine a programovaní, a preto som sa snažil, ako som len mohol.

Dúfam, že sa vám páčilo:)

Obľúbte si tento návod

HLASUJTE prosím za mňa v ROBOT Súťaži

Na zdravie !