Gari ya Kujitegemea: Hatua 7 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Mradi huu ni roboti inayoendesha kwa uhuru ambayo inajaribu kufikia msimamo wake wakati ikiepuka vizuizi njiani. Roboti itakuwa na vifaa vya sensorer ya LiDAR ambayo itatumika kugundua vitu katika mazingira yake. Vitu vinapogunduliwa na roboti inazunguka, ramani ya wakati halisi itasasishwa. Ramani itatumika kuokoa maeneo ya vizuizi ambavyo vimetambuliwa. Kwa njia hii, roboti haitajaribu tena njia iliyoshindwa kwa nafasi ya lengo. Badala yake itajaribu njia ambazo hazina vizuizi au njia ambazo bado hazijachunguzwa vizuizi.

Roboti itasonga na magurudumu mawili ya DC na magurudumu mawili ya caster. Magari yataunganishwa chini ya jukwaa la duara. Magari hayo yatadhibitiwa na madereva wawili wa magari. Madereva watapokea amri za PWM kutoka kwa Zynq Processor. Encoders kwenye kila motor zote zitumiwe kuweka wimbo wa nafasi ya gari na mwelekeo. Mfumo wote utapewa betri ya LiPo.

Hatua ya 1: Kukusanya Gari

Roboti inaendeshwa na motors mbili zilizounganishwa na magurudumu ya pembeni na kisha inasaidiwa na magurudumu mawili ya caster, moja mbele na moja nyuma. Jukwaa na milima ya magari ilitengenezwa kwa Aluminium ya chuma. Kitovu cha magari kilinunuliwa kushikamana na magurudumu kwenye gari. Walakini, kiboreshaji cha kati cha kawaida kilihitajika kufanywa kwa sababu muundo wa shimo la kitovu ulikuwa tofauti na muundo wa shimo la gurudumu.

Pikipiki iliyochaguliwa ilikuwa Port Escap 12V DC motor iliyojengwa kwa encoders. Pikipiki hii inaweza kununuliwa kwa bei rahisi (angalia Muswada wa Vifaa). Tafuta maneno muhimu "12V Escap 16 Motorless Geared DC Motor with Encoders" on ebay to find the motor. Kawaida kuna wauzaji wa kuchagua. Vipimo na pini za gari zinaonyeshwa kwenye michoro hapa chini.

Mkutano wa roboti ulianza na muundo wa chasisi ya CAD. Mfano hapa chini unaonyesha maoni ya juu ya sura ya sura ya 2D iliyoundwa kwa chasisi.

Inapendekezwa kuwa chasisi hiyo itengenezwe kama 2Profile ili iweze kutengenezwa kwa urahisi. Tunakata karatasi ya Aluminium 12 "X12" kwa sura ya chasisi kwa kutumia mkataji wa ndege. Jukwaa la chasisi pia linaweza kukatwa na msumeno wa bendi.

Hatua ya 2: Kuweka Motors

Hatua inayofuata ni kutengeneza milimani ya gari. Inapendekezwa kuwa milimani ya magari itengenezwe kwa Aluminium ya Karatasi ya Chuma ya 90. Kutumia sehemu hii, motor inaweza kushikamana na cantilever kwenye uso mmoja wa chuma kwa kutumia hizo mbili

Mashimo M2 ya gari na uso mwingine unaweza kufungwa kwenye jukwaa. Mashimo lazima yapitishwe kwenye mlima wa magari ili screws itumike kufunga motor kwenye mlima wa motor na motor mount kwenye jukwaa. Mlima wa magari unaweza kuonekana kwenye takwimu hapo juu.

Ifuatayo Kituo cha Magari cha Pololu (angalia Muswada wa Vifaa) kimewekwa kwenye shimoni la motor na kukazwa na screw iliyowekwa iliyowekwa na wrench ya Allen. Mfano wa shimo la kitovu cha gari cha Pololu hailingani na muundo wa shimo la gurudumu la VEX kwa hivyo kiboreshaji cha kati cha kati lazima kifanywe. Inapendekezwa kuwa karatasi ya chuma chakavu ya Aluminium iliyotumiwa kutengeneza jukwaa la chasisi kutumika kutengeneza coupler. Mfano wa shimo na vipimo vya wanandoa hawa zinaonyeshwa kwenye takwimu hapa chini. Mduara wa nje na umbo (hauitaji kuwa duara) ya kiboreshaji cha aluminium ya kawaida haijalishi marefu kama mashimo yote yanatoshea kwenye sehemu.

Hatua ya 3: Kuunda muundo wa Vivado Block

- Anza kwa kuunda mradi mpya wa Vivado na uchague Zybo Zynq 7000 Z010 kama kifaa lengwa.

- Bonyeza ijayo uunda muundo mpya wa block, na ongeza IP ya Zynq. Bonyeza mara mbili kwenye IP ya Zynq na uingize mipangilio ya XPS iliyotolewa kwa Zynq. Kisha wezesha UART0 na MIO 10..11 chini ya kichupo cha usanidi wa MIO, na pia uhakikishe kuwa Timer 0 na kipima muda cha Watchdog zimewezeshwa.

- Ongeza AXI GPIOS mbili kwa muundo wa block. Kwa GPIO 0 wezesha kituo mbili na weka matokeo yote. Weka upana wa GPIO kwa kituo 1 hadi 4 bits na kwa kituo 2 hadi 12 bits, njia hizi zitatumika kuweka mwelekeo wa motor na kutuma idadi ya kupe kupe hatua za usimbuaji kwa processor. Kwa GPIO 1 weka kituo kimoja tu kwa pembejeo zote na upana wa kituo cha bits 4. Hii itatumika kupokea data kutoka kwa visimbuzi. Fanya bandari zote za GPIO nje.

- Ifuatayo Ongeza Vipima viwili vya AXI. Tengeneza bandari za pwm0 kwa vipima muda vyote nje. Hizi zitakuwa pwms ambazo zinadhibiti kasi ya kuzunguka kwa motors.

- Mwishowe Endesha kiotomatiki cha kuzuia na kiotomatiki cha unganisho. Thibitisha kuwa muundo wa block unao unalingana na ile iliyotolewa.

Hatua ya 4: Kuwasiliana na LiDAR

LiDAR hii hutumia itifaki ya SCIP 2.0 kuwasiliana kupitia UART, faili iliyoambatanishwa inaelezea itifaki nzima.

Kuwasiliana na LiDAR tutatumia UART0. LiDAR inarudisha alama za data 682 kila moja inawakilisha umbali wa kitu kwenye pembe hiyo. Uchunguzi wa LiDAR unapingana na saa kutoka digrii -30 hadi digrii 210 na hatua ya digrii 0.351.

- Mawasiliano yote kwa LiDAR hufanywa na herufi za ASCI, rejea itifaki ya SCIP kwa fomati iliyotumiwa. Tunaanza kwa kutuma amri ya QT kuwasha LiDAR. Kisha tunatuma amri ya GS mara kadhaa tukiomba alama za data 18 kwa wakati wa ft katika UTETS 64 byte FIFO. Takwimu zilizorejeshwa kutoka kwa LiDAR zinachanganuliwa na kuhifadhiwa katika safu ya ulimwengu ya SCAN.

- Kila nukta ya data iliyohifadhiwa ni ka 2 za data iliyosimbwa. Kupitisha data hii kwenye dekoda itarudi umbali katika milimita.

Katika faili kuu_av.c utapata kazi zifuatazo kuwasiliana na LiDAR

tumaLIDARcmd (amri)

- Hii itatuma kamba ya kuingiza kwa LiDAR kupitia UART0

data recvLIDAR ()

- Hii itapokea data baada ya amri kutumwa kwa LiDAR na kuhifadhi data kwenye RECBuffer

ombiDistanceData ()

- Kazi hii itatuma safu ya maagizo ili kupata vidokezo vyote vya data 682. Baada ya kila seti ya nukta 18 za data kupokewa kifunguLIDARinput () inaitwa kuchanganua data na kuhifadhi viwango vya data katika SCANdata.

Hatua ya 5: Kujaza Gridi na Vikwazo

GRID ambayo imehifadhiwa ni safu ya 2D na kila thamani ya faharisi inayowakilisha eneo. Takwimu zilizohifadhiwa katika kila faharisi ni 0 au 1, Hakuna kikwazo na kikwazo mtawaliwa. Umbali wa mraba katika milimita ambayo kila fahirisi inawakilisha inaweza kubadilishwa na ufafanuzi wa GRID_SCALE kwenye faili ya gari. Ukubwa wa safu ya 2D pia inaweza kuwa anuwai kuruhusu gari kuchanganua eneo kubwa kwa kurekebisha ufafanuzi wa GRID_SIZE.

Baada ya data mpya ya umbali kuchanganuliwa kutoka kwa sasisho la LiDARGrid () inaitwa. Hii itapunguza kila hatua ya data iliyohifadhiwa katika safu ya data ya SCAN kuamua ni faharisi zipi kwenye gridi ya taifa zina vikwazo. Kutumia mwelekeo wa sasa wa gari tunaweza kuamua pembe inayolingana na kila nukta ya data. Kuamua kikwazo ni wapi basi zidisha umbali unaolingana na cos / dhambi ya pembe. Kuongeza maadili haya mawili kwa gari nafasi ya x na y itarudisha faharisi kwenye gridi ya kikwazo. Kugawanya umbali uliorejeshwa na operesheni hii na GRID_SCALE itaturuhusu kutofautiana jinsi umbali wa mraba wa kila fahirisi ulivyo mkubwa.

Picha hapo juu zinaonyesha magari mazingira ya sasa na Gridi inayosababishwa.

Hatua ya 6: Kuwasiliana na Motors

Kuwasiliana na motors tunaanza kwa kuanzisha GPIOs kudhibiti ilikuwa mwelekeo wa gari zinazozunguka. Kisha kuandika moja kwa moja kwa anwani ya msingi ya PWM kwenye Timer ya AXI inaturuhusu kuweka vitu kama kipindi na mzunguko wa Ushuru ambao unadhibiti moja kwa moja kasi motor huzunguka saa.

Hatua ya 7: Kupanga Njia

Kutekelezwa katika siku za usoni.

Kutumia gridi ya taifa na utendaji wa magari ulioelezewa hapo awali, ni rahisi sana kutekeleza algorithms kama A *. Wakati gari linasonga litaendelea kukagua eneo linalozunguka na kubaini ikiwa njia iliyopo bado ni halali