EyeRobot - Miwa Nyeupe ya Robotic: Hatua 10 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Kikemikali: Kutumia iRobot Roomba Unda, nimechapisha kifaa kinachoitwa eyeRobot. Itawaongoza watumiaji vipofu na wasioona kupitia mazingira yenye watu wengi na kutumia Roomba kama msingi wa kuoa unyenyekevu wa miwa nyeupe ya jadi na silika ya mbwa anayeona. Mtumiaji anaonyesha mwendo wake anaotaka kwa kusukuma kwa intuitively na kupotosha kipini. Roboti huchukua habari hii na hupata njia wazi chini ya barabara ya ukumbi au chumba, kwa kutumia sonar kuelekeza mtumiaji katika mwelekeo unaofaa karibu na vizuizi vya tuli na nguvu. Mtumiaji kisha hufuata nyuma ya roboti inapoongoza mtumiaji katika mwelekeo unaotakiwa na nguvu inayoonekana inayojisikia kupitia kushughulikia. Chaguo hili la roboti linahitaji mafunzo kidogo: sukuma kwenda, vuta ili kusimama, pinduka kugeuka. Mtazamo wa upeo unaowasilishwa ni sawa na mbwa wa jicho anayeona, na ni faida kubwa juu ya jaribio na kasoro ya mara kwa mara inayoashiria utumiaji wa miwa nyeupe. Hata hivyo eyeRobot bado inatoa mbadala wa bei rahisi zaidi kuliko mbwa mwongozo, ambao hugharimu zaidi ya $ 12, 000 na ni muhimu kwa miaka 5 tu, wakati mfano huo ulijengwa kwa chini ya $ 400. Pia ni mashine rahisi, inayohitaji sensorer chache za bei rahisi, potentiometers anuwai, vifaa vingine, na kwa kweli, Roomba Tengeneza.

Hatua ya 1: Maonyesho ya Video

Toleo la hali ya juu

Hatua ya 2: Muhtasari wa Uendeshaji

Udhibiti wa Mtumiaji: Uendeshaji wa eyeRobot umeundwa kuwa wa angavu iwezekanavyo kupunguza sana au kuondoa mafunzo. Ili kuanza mwendo mtumiaji lazima aanze kutembea mbele, sensa ya mstari chini ya fimbo itachukua mwendo huu na kuanza kusogeza roboti mbele. Kutumia sensorer hii ya laini, roboti hiyo inaweza kulinganisha kasi yake na kasi inayotarajiwa ya mtumiaji. eyeRobot itasonga haraka sana kama mtumiaji anataka kwenda. Kuonyesha kuwa zamu inahitajika, mtumiaji anapaswa kupotosha kipini, na ikiwa zamu inawezekana, roboti itajibu ipasavyo.

Urambazaji wa Robot: Wakati wa kusafiri katika nafasi ya wazi, eyeRobot itajaribu kuweka njia iliyonyooka, kugundua kikwazo chochote kinachoweza kumzuia mtumiaji, na kumwongoza mtumiaji karibu na kitu hicho na kurudi kwenye njia ya asili. Katika mazoezi, mtumiaji anaweza kufuata nyuma ya roboti akiwa na mawazo kidogo ya fahamu. Kuabiri barabara ya ukumbi, mtumiaji anapaswa kujaribu kusukuma roboti kwenye moja ya kuta pande zote mbili, baada ya kupata ukuta roboti itaanza kuifuata, ikiongoza mtumiaji chini ya barabara ya ukumbi. Makutano yanapofikiwa, mtumiaji atahisi roboti ikianza kugeuka, na anaweza kuchagua, kwa kupotosha mpini, iwe kukataa shina mpya au kuendelea kwenye njia iliyonyooka. Kwa njia hii roboti ni kama miwa nyeupe, mtumiaji anaweza kuhisi mazingira na roboti na kutumia habari hii kwa urambazaji wa ulimwengu.

Hatua ya 3: Sensorer mbalimbali

Ultrasonics: JichoRobot hubeba vinjari 4 vya Ultrasonic (MaxSonar EZ1). Sensorer za ultrasonic zimewekwa kwenye arc mbele ya roboti ili kutoa habari juu ya vitu vilivyo mbele na kwa pande za roboti. Wanajulisha roboti juu ya anuwai ya kitu na kuisaidia kupata njia wazi karibu na kitu hicho na kurudi kwenye njia yake ya asili.

Rangefinders za IR: JichoRobot pia hubeba sensorer mbili za IR (GP2Y0A02YK). Wafanyabiashara wa IR wamewekwa ili kukabiliana na digrii 90 kwa kulia na kushoto kusaidia robot katika ukuta wafuatayo. Wanaweza pia kutahadharisha roboti ya vitu karibu sana na pande zake ambazo mtumiaji anaweza kuingia.

Hatua ya 4: Sensorer Nafasi ya Miwa

Sura ya Linear: Ili eyeRobot ilingane na kasi ya ile ya mtumiaji, eyeRobot huhisi ikiwa mtumiaji anasukuma au anarudisha mwendo wake wa mbele. Hii inafanikiwa kwa kuteleza msingi wa miwa kando ya wimbo, kwani potentiometer huhisi msimamo wa miwa. EyeRobot hutumia pembejeo hii kudhibiti kasi ya roboti. Wazo la eyeRobot inayoendana na kasi ya mtumiaji kupitia sensa ya laini ilikuwa kweli imeongozwa na nyasi ya familia. Msingi wa miwa umeunganishwa na kizuizi cha mwongozo kinachosonga kando ya reli. Imeambatanishwa na kizuizi cha mwongozo ni potentiometer ya slaidi ambayo inasoma nafasi ya kizuizi cha mwongozo na inaripoti kwa processor. Ili kuruhusu fimbo kuzunguka ikilinganishwa na roboti kuna fimbo inayoendesha juu ya mti, na kutengeneza kuzaa kupokezana. Uzao huu umeambatanishwa na bawaba ili kuruhusu fimbo kuzoea urefu wa mtumiaji.

Sensor ya Twist: Sensor ya twist inaruhusu mtumiaji kupotosha kwenye kushughulikia ili kugeuza robot. Potentiometer imeambatishwa mwisho wa shimoni moja la mbao na kitovu kinaingizwa na kushikamana kwenye sehemu ya juu ya kushughulikia. Waya hukimbia chini ya kidole na kulisha habari za kupotosha kwenye processor.

Hatua ya 5: Prosesa

Processor: Roboti inadhibitiwa na Zbasic ZX-24a iliyokaa kwenye Robodyssey Advanced Motherboard II. Prosesa ilichaguliwa kwa kasi yake, matumizi rahisi, gharama nafuu, na pembejeo 8 za Analog. Imeunganishwa na ubao mkubwa wa prototyping kuruhusu mabadiliko ya haraka na rahisi. Nguvu zote kwa roboti zinatokana na usambazaji wa umeme kwenye ubao wa mama. Zbasic inawasiliana na roomba kupitia bandari ya shehena ya mizigo, na ina udhibiti kamili juu ya sensorer na motors za Roomba.

Hatua ya 6: Muhtasari wa Nambari

Kuepuka kikwazo: Kwa kuzuia kikwazo jichoRobot hutumia njia ambapo vitu karibu na roboti hufanya nguvu halisi kwenye roboti ikiihamisha mbali na kitu. Kwa maneno mengine, vitu vinasukuma roboti mbali na wao wenyewe. Katika utekelezaji wangu, nguvu halisi inayotumiwa na kitu ni sawa na umbali wa mraba, kwa hivyo nguvu ya kushinikiza huongezeka wakati kitu kinakaribia na kuunda safu ya majibu isiyo na mstari: PushForce = ResponseMagnitudeConstant / Umbali²Kusukuma kutoka kwa kila sensorer kunaongezwa pamoja; sensorer upande wa kushoto kushinikiza kulia, na kinyume chake, kupata vector kwa kusafiri kwa roboti. Kasi za gurudumu hubadilishwa ili roboti igeukie kwa vector hii. Ili kuhakikisha kuwa vitu vilivyokufa mbele ya roboti haionyeshi "hakuna majibu" (kwa sababu vikosi vya pande zote mbili vina usawa), vitu mbele ya wafu vinasukuma roboti kwa upande ulio wazi zaidi. Wakati roboti imepitisha kitu hicho basi hutumia viambatisho vya Roomba kusahihisha mabadiliko na kurudi kwenye vector ya asili.

Ukuta Ufuatao: Kanuni ya ufuatao wa ukuta ni kudumisha umbali unaotakiwa na pembe inayofanana kwa ukuta. Masuala hutokea wakati roboti imegeuzwa jamaa na ukuta kwa sababu sensor moja hutoa usomaji wa anuwai isiyo na maana. Usomaji wa anuwai hufanywa sana na pembe ya roboti kwenye ukuta kama kwa umbali halisi wa ukuta. Ili kuamua pembe na hivyo kuondoa ubadilishaji huu, roboti lazima iwe na alama mbili za kumbukumbu ambazo zinaweza kulinganishwa kupata pembe ya roboti. Kwa sababu eyeRobot ina upande mmoja tu unaotazamana na upeo wa IR, ili kufikia alama hizi mbili lazima ilinganishe umbali kutoka kwa mpangilio kwa muda wakati roboti inasonga. Halafu huamua pembe yake kutoka kwa tofauti kati ya masomo mawili wakati roboti inakwenda kando ya ukuta. Halafu hutumia habari hii kusahihisha kwa nafasi isiyofaa. Roboti huingia kwenye ukuta kufuatia hali kila wakati ina ukuta kando yake kwa muda fulani na hutoka wakati wowote kunapokuwa na kikwazo katika njia yake, ambayo inaisukuma mbali na kozi yake, au ikiwa mtumiaji anatumia mpini kupinduka kuleta roboti mbali na ukuta.

Hatua ya 7: Orodha ya Sehemu

Sehemu Zinazohitajika: 1x) Roomba kuunda1x) Karatasi kubwa ya akriliki2x) Sharp GP2Y0A02YK IR rangefinder4x) Maxsonar EZ1 ultrasonic rangefinders1x) ZX-24a microprocessor1x) Robodyssey Advanced Motherboard II1x) Slide potentiometer1x) Zamu moja potentiometer1x) Linear kuzaa1x) Linear kuzaa1x) Bawaba, dowels, screws, karanga, mabano, na waya

Hatua ya 8: Hamasa na Uboreshaji

Hamasa: Roboti hii iliundwa kujaza pengo dhahiri kati ya mbwa mwongozo mwenye uwezo lakini ghali na miwa nyeupe isiyo na gharama kubwa lakini yenye mipaka. Katika ukuzaji wa Miwa Nyeupe inayouzwa na yenye uwezo zaidi, Roomba Create ilikuwa gari bora kwa kubuni mfano wa haraka kuona ikiwa dhana hiyo ilifanya kazi. Kwa kuongezea, zawadi zitatoa msaada wa kiuchumi kwa gharama kubwa ya kujenga roboti yenye uwezo zaidi.

Uboreshaji: Kiasi nilichojifunza kujenga roboti hii kilikuwa kikubwa na hapa nitajaribu kuweka kile nilichojifunza ninapoendelea kujaribu kujaribu robot ya kizazi cha pili: 1) Kuepuka Kizuizi - nimejifunza mengi juu ya kikwazo cha wakati halisi epuka. Katika mchakato wa kujenga roboti hii nimepitia nambari mbili tofauti kabisa za kuzuia vizuizi, kuanzia wazo la nguvu ya asili, kisha kuhamia kwenye kanuni ya kutafuta na kutafuta vector iliyo wazi zaidi, na kisha kurudi kwenye wazo la nguvu ya kitu na utambuzi muhimu kwamba majibu ya kitu hayapaswi kuwa sawa. Katika siku zijazo nitasahihisha kosa langu la kutofanya utafiti wowote mkondoni wa njia zilizotumiwa hapo awali kabla ya kuanza mradi wangu, kwani ninajifunza sasa utaftaji wa haraka wa Google ungetoa majarida mengi mazuri juu ya mada hii. 2) Ubunifu wa fimbo sensorer - Kuanzia mradi huu nilifikiri chaguo langu pekee kwa sensorer laini ni kutumia sufuria ya slaidi na aina fulani ya kuzaa laini. Sasa ninagundua kuwa chaguo rahisi zaidi ingekuwa ni kuambatisha tu juu ya fimbo kwenye kijiti cha kufurahisha, kama kwamba kusukuma fimbo mbele pia kushinikiza fimbo ya furaha kwenda mbele. Kwa kuongezea ushirika rahisi wa ulimwengu wote ungeruhusu kupinduka kwa fimbo kutafsiriwa katika mhimili wa kupinduka wa vijiti vingi vya kisasa. Utekelezaji huu ungekuwa rahisi sana basi ile ninayotumia sasa. 3) Magurudumu ya kugeuza bure - Ingawa hii haingewezekana na Roomba, sasa inaonekana dhahiri kuwa roboti iliyo na magurudumu ya kugeuza bure itakuwa bora kwa kazi hii. Roboti inayovingirisha bila kuhitaji gari na betri ndogo na hivyo kuwa nyepesi. Kwa kuongezea, mfumo huu hauitaji sensor ya laini kugundua kushinikiza kwa watumiaji, roboti ingezunguka kwa kasi ya watumiaji. Roboti inaweza kugeuzwa kwa kuendesha magurudumu kama gari, na ikiwa mtumiaji anahitaji kusimamishwa breki anaweza kuongezwa. Kwa jicho la kizazi kijachoRobot hakika nitatumia njia hii tofauti sana. kufikia alama tofauti za kumbukumbu. Sensorer mbili zilizo na umbali kati yao zingerahisisha ukuta kufuata sana. 5) Sensorer zaidi - Ingawa hii ingegharimu pesa zaidi ilikuwa ngumu kujaribu kuandikisha roboti hii na windows chache hapa ulimwenguni nje ya processor. Ingefanya nambari ya urambazaji iwe na nguvu zaidi na safu kamili zaidi ya sonar (lakini kwa kweli sensorer ziligharimu pesa, ambayo sikuwa nayo wakati huo).

Hatua ya 9: Hitimisho

Hitimisho: iRobot ilithibitisha jukwaa bora la kuiga majaribio ya dhana ya Miwa Nyeupe ya Robotic. Kutoka kwa matokeo ya mfano huu ni dhahiri kuwa roboti ya aina hii inaweza kweli. Natumai kukuza kizazi cha pili cha robot kutoka kwa masomo ambayo nimejifunza kutokana na kutumia Roomba Create. Katika matoleo yajayo ya eyeRobot Ninaona kifaa kinachoweza kufanya zaidi ya kumuongoza mtu kwenye barabara ya ukumbi, badala yake ni roboti inayoweza kuwekwa mikononi mwa vipofu kwa matumizi katika maisha ya kila siku. Pamoja na roboti hii, mtumiaji angeongea tu marudio yao na roboti ingewaongoza huko bila bidii kutoka kwa mtumiaji. Roboti hii ingekuwa nyepesi na yenye ujazo wa kutosha kubeba ngazi, na kupelekwa chumbani. Roboti hii itaweza kufanya urambazaji wa ulimwengu pamoja na ya ndani, kuwa na uwezo wa kuongoza mtumiaji kutoka mwanzo hadi marudio bila watumiaji kabla ya ujuzi au uzoefu. Uwezo huu ungeenda mbali zaidi ya mbwa mwongozo, na GPS na sensorer za hali ya juu zaidi zikiruhusu vipofu kusafiri kwa uhuru ulimwenguni, Nathaniel Barshay, (Iliyoingizwa na Stephen Barshay) (Shukrani maalum kwa Jack Hitt kwa Uundaji wa Roomba)

Hatua ya 10: Ujenzi na Kanuni

Maneno machache ya kipekee juu ya ujenzi: Staha iliyotengenezwa na kipande cha akriliki iliyokatwa kwenye mduara na ufunguzi nyuma ili kuruhusu ufikiaji wa umeme, na kisha huingiliwa kwenye mashimo yanayopanda kando ya bay ya mizigo. Bodi ya prototyping imefungwa ndani ya shimo la screw chini ya bay. Zbasic imewekwa na bracket ya L na screws sawa na staha. Kila sonar imeingiliwa kwenye kipande cha akriliki, ambacho kimeunganishwa na bracket L iliyounganishwa na staha (mabano L yamepinduliwa kwa digrii 10 ili kutoa maoni bora). Ufuatiliaji wa sensa ya laini umevuliwa hadi kwenye staha na sufuria ya slaidi imewekwa na mabano L kando yake. Maelezo zaidi ya kiufundi ya ujenzi wa sensorer laini na fimbo ya kudhibiti inaweza kupatikana katika hatua ya 4.

Nambari: Nimeambatanisha toleo kamili la nambari ya roboti. Kwa muda wa saa moja nimejaribu kuitakasa kutoka kwa vizazi vitatu au vinne vya nambari ambazo zilikuwa kwenye faili, inapaswa kuwa rahisi kufuata sasa. Ikiwa unayo ZBasic IDE inapaswa kuwa rahisi kutazama, ikiwa haitumii notepad kuanzia faili kuu.bas na kupitia faili zingine za.bas.