Swarm botlari: yig'ish va kooperativ transport: 13 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Hammaga salom, Bu ko'rsatma "to'dalar botlari: yig'ish va kooperativ transport" haqida bo'lib, unda biz o'z ustamiz va qul robotimizni qura olamiz, qul usta robotga ergashadi va biz o'z smartfonimiz bilan usta robotni boshqaramiz. Bu qiziqarli loyiha, o'zingizni sinab ko'ring sizning ichingizdagi elektronika va robototexnika bilan o'ynaydi. Men aniq tasavvurga ega bo'lish uchun ushbu loyiha haqida ko'plab tasvirlar, videolar, qisqacha tushuntirishlarni sinab ko'raman.

Nima uchun COBOT Swarm va oddiy botdan farq qiladi, bu erda topishingiz mumkin

1. KIRISH

1.1 Aslida Swarm robototexnika nima!

1. To'g'ridan-to'g'ri robototexnika-ko'p sonli oddiy jismoniy robotlardan tashkil topgan ko'p robotli tizimlarni muvofiqlashtirishga yangi yondashuv.

2. Bu yondashuv sun'iy intellekt sohasida, shuningdek, tabiatdagi hasharotlar, chumolilar va boshqa dalalarni biologik o'rganish sohasida paydo bo'lgan.

3. Swarm Robotics - kollektiv robototexnika sohasida rivojlanayotgan maydon bo'lib, u guruh darajasida muvofiqlashtirilgan xatti -harakatlarga erishish uchun to'liq taqsimlangan boshqaruv paradigmasi va nisbatan oddiy robotlardan foydalanadi.

4. To'dali robototexnika tizimlari o'z-o'zini tashkil qiladi, ya'ni konstruktiv kollektiv (yoki makroskopik) xatti-harakatlar robotlarning individual (yoki mikroskopik) qarorlaridan kelib chiqadi.

1 -qadam: to'daning kelib chiqishi va filmlardagi ma'lumotnoma

1.2 To'fonning kelib chiqishi 1. Ko'pchilik aql -idrok tadqiqotlari tabiat to'dalari, masalan, ijtimoiy hasharotlar, baliqlar yoki sut emizuvchilar, haqiqiy hayotda bir -biri bilan qanday aloqada bo'lishidan ilhomlangan.

2. Bu to'dalar kattaligi kichik tabiiy hududlarda yashovchi bir nechta odamlardan tortib, katta hududlarni egallab oladigan va millionlab odamlardan iborat yuqori uyushgan koloniyalargacha.

3. Guruhlarda paydo bo'ladigan xatti -harakatlar katta moslashuvchanlik va mustahkamlikni ko'rsatadi, masalan, yo'llarni rejalashtirish, uyalar qurish, vazifalarni taqsimlash va boshqa tabiatdagi ko'plab boshqa jamoaviy xatti -harakatlar.

4. Tabiat to'dasidagi shaxslar juda zaif qobiliyatlarni namoyon qiladilar, lekin qushlarning ko'pligi va baliqchilik maktablarining ko'chishi, rasmda ko'rsatilgandek chumoli va asalarilar koloniyalarini yig'ish kabi murakkab guruhli xatti -harakatlar butun guruhda paydo bo'lishi mumkin. koloniyalar qurish, qushlar ovqat topish uchun, asalarilar asal yig'ish uchun to'dalar.

2 -qadam: muammoning ta'rifi

1. Kirish

Ushbu bobda biz o'z loyihamizning ikkita asosiy maqsadi ustida ishlaymiz-o'z-o'zini yig'ish va kooperativ transport. O'z-o'zini yig'ishda ikkita robot chiziqli yig'iladi va kooperativ transportda bu ikkita bot blokni bir joydan ikkinchi joyga ko'chiradi.

1..1 to'dali robotlarning o'z -o'zidan yig'ilishi

Biz s-botlar guruhini to'liq avtonom tarzda boshqarishni maqsad qilib qo'yamiz, ular ob'ektni topadi, unga yaqinlashadi va u bilan bog'lanadi.

1.2 Kooperativ transport

Bu ishda

a) ob'ekt va/yoki bir-biri bilan avtonom tarzda bog'lanish uchun alohida s-botlarni qanday boshqarish kerak

b) ob'ektni maqsadga etkazish uchun bot-bot yoki to'dalar to'plamini qanday boshqarish kerak.

Simulyatsiya jarayonida kooperativ transport vazifasini bajaradigan o'z-o'zidan yig'iladigan s-botlar guruhini boshqarish uchun gibrid boshqaruv arxitekturasining dizayni va foydaliligi allaqachon simulyatsiya qilingan. Masoliya harakatlarni nazorat qilishning pastki muammolariga ajratilgan.

1. O'z-o'zini yig'a oladigan S-botlar. Tashish paytida nishonni aniqlashga qodir yig'ilgan s-botlar.

2. Tashish paytida nishonni topa olmaydigan yig'ilgan s-botlar. Bitta master va qul mikrokontrollerdan foydalaning.

3. To'p robot bilan o'zaro bog'laydigan optik avoider sensori.

4. To'dali robotlar o'rtasida SPI aloqasi ishlab chiqilgan.

5. Ikkita robotlar o'rtasida sinxronizatsiya. Ob'ektni cheklangan tashish - bu bizning loyihamizning cheklanishi.

3 -qadam: METODOLOGIYA

Loyihaning beshta asosiy bloki quyidagilardan iborat

A) Arduino Master & Slave: xo'jayin va qul- bu ikkita arduino asosidagi bot, ular birgalikda kerakli vazifani bajarish uchun hamkorlik qiladi- bizning holatlarimizda og'ir narsalarni tashish. Usta keyingi qismda tushuntirilgan RF moduli orqali qulning harakatini va harakatlarini nazorat qiladi.

B) RF moduli (nrf24l01): xo'jayin va qul o'rtasidagi aloqa RF moduli orqali amalga oshiriladi. Usta kerakli buyruqni uzatuvchi moduli orqali yuboradi, uni qul unga biriktirilgan qabul qiluvchi moduli orqali yuboradi.

C) To'siqdan qochuvchi: Bu botlarning ko'zidir. To'siqlardan qochish botlarga keraksiz to'siqlardan qochishga yordam beradi va bir -biriga to'qnashuvni oldini oladi. U mos ravishda xo'jayin va qulga joylashtirilgan fotodiodlar va LEDlar tizimidan iborat

D) One Sheeld: Birinchi qism-bu sizning Arduino kartangizga jismonan ulangan va Bluetooth orqali Arduino va har qanday Android smartfoni o'rtasida ma'lumot uzatuvchi simsiz sim vazifasini bajaruvchi qalqon. Bu Android smartfonlaridagi dasturiy platforma va ilova bo'lib, u bizning qalqonimiz va smartfoningiz o'rtasidagi aloqani boshqaradi va turli xil qalqonlarni tanlashingizga imkon beradi.

E) LV-MaxSonar: Bizning ultratovushli datchiklarimiz havoda, kontaktsiz ob'ektni aniqlashda va hududdagi ob'ektlarni aniqlaydigan diapazonli sensorlardadir. Bu sensorlar aniqlangan ob'ektning rangi yoki boshqa vizual xususiyatlariga ta'sir qilmaydi. Ultrasonik sensorlar turli xil muhitdagi ob'ektlarni aniqlash va lokalizatsiya qilish uchun yuqori chastotali tovushdan foydalanadi.

4 -qadam: QOMPONENTLARNI O'ZBASHISH

To'dalar botlari: yig'ish va kooperativ transport Pin ta'rifi

A. nrf24L01 pin tavsifi

1 - GND

2 - VCC 3.3V !!! 5V emas

3 - Idoradan Arduino pin 9gacha

4 - CSN - Arduino pin 10

5 - SCU -dan Arduino pin 13 -ga

6 - MOSI - Arduino pin 11

7 - MISO - Arduino pin 12

8 - FOYDALANILMAGAN

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Ma'lumot pin - A5

C. L293D dvigatel haydovchisi IC

LeftMotorForward - D7 (raqamli pin 7)

Chap motorning teskari - D6

RightMotorForward - D5

RightMotorReverse - D4

D. fotodiod (ixtiyoriy)

VCC-5V

GND

Ma'lumot pin - D0

Siz PCB dizayni bo'yicha pinni ulashingiz mumkin, lekin kodga kerakli o'zgartirishlar kiritilishi kerak.

Eslatma: Dasturni ishga tushirish va ishga tushirishda odamlar birinchi muammoga duch kelishadi, iltimos, barcha ulanish va kodni to'g'ri ko'rib chiqing va keyin yana urinib ko'ring.

5 -qadam: DASTURLASH

Hackster.io

Eslatma: Quyidagi biriktirilgan txt fayli Master.ino va Slave.ino dasturlarini o'z ichiga oladi, koddan ma'lumot oling, ishlashini tushunib oling va uni tegishli master arduino va slave arduino -ga yuklang:)

6 -qadam: KASB & PCB & PROTOTYPING

Siz robot uchun har qanday sumkani olishingiz mumkin

PCB tarkibida nrF, to'siqlardan qochish sensori, batareya, L293D IC mavjud. PCB yasashning hojati yo'q, faqat har bir komponentni toza taxtaga ulang va lehimlang

7 -qadam: to'siqlardan qochish sensori sinovi

8 -qadam: NRF24L01 TRANSRECEIVER ni sinovdan o'tkazish

Eslatma: Videodagi suv belgisi uchun uzr;)

9 -qadam: Yagona botni va 1 qalqonli ishni tekshirish

10 -qadam: AVINGERLAR YAXINI TESTLASH UCHUN YIG'ILADI

11 -qadam: Yakuniy sinov

12 -qadam: Xulosa

1. Bizning Loyihamiz, asosan, asalarilar guruhi yoki chumolilar uyushmasining tabiiy xatti -harakatlariga asoslangan bo'lib, ularga berilgan vazifani samarali va sifatli bajaradi.

2. Xo'jayin va Slave botining muvofiqlashtirilishi ob'ektni tashish vazifasini bajarishda samarali bo'ladi.

3. Bu erda faqat 1 Master va 1 Slave botlardan foydalaniladi, bu esa ob'ektning o'lchamiga manba orqali manzilga ko'chirilishi mumkin.

4. O'z-o'zini yig'ish tugagandan so'ng, ob'ektni tashish oson va ishonchli jarayon.

5. Simsiz botlardan foydalanish Master va Slave Bot juftligini ishlatishga qulay qiladi.

Kelajak sohasi

1. Qullar sonini ko'paytirish orqali kattaroq va og'irroq ob'ektlarni tashishni amalga oshirish mumkin.

2. Bu to'dali robotlar turli xil qutqaruv operatsiyalari uchun ishlatilishi mumkin, bunda vaziyatlar insonlar aralashishi uchun qulay emas.

3. Swarm Robotics -dan foydalanish harbiy xizmatlar orqali xalqqa xizmat qilish uchun kengaytirilishi mumkin. Bu urushdan qurbonlar sonini kamaytiradi.

13 -qadam: RAHMAT:)

Vaqt ajratganingiz uchun sizga katta rahmat

Umid qilamanki, men bu loyiha haqida qisqacha tushuntirish berdim, shunda har bir kishi loyihani oson tushunishi va o'zi xohlaganini qilishi mumkin. Biroz murakkab loyiha bo'lgani uchun, dastlab interfeys, kodlash va test paytida muammoga duch kelishingiz mumkin. Bosqichma -bosqich bajaring va xato chizig'ini yo'q qiling, faqat kodni to'g'ridan -to'g'ri yuklamang va ishga tushmang. Kod ham umumiy koddir, odamlar sizning talabingizga binoan o'zgartirish kiritishi mumkin.

Men taklif qilmoqchi bo'lgan narsa - birinchi navbatda bitta komponentli kodni interfeysi va uni sinab ko'rish, keyin boshqasini qo'shib, uni sinab ko'rish. Bu yaxshiroq yordam beradi. Google -dan ma'lumot oling, chunki mening kodim ham 100% to'g'ri emas. Nihoyat, men arduino va dasturlash sohasida ham yangiman, shuning uchun iloji boricha qo'limdan kelganicha harakat qildim.

Umid qilamanki sizga yoqdi:)

Iltimos, ushbu ko'rsatmalarni yoqtiring

Iltimos, men uchun ROBOT tanlovida Ovoz bering

Salom !