1 / 35

Možnosti mobilnej robotiky a robotickej ruky OWI 535

Možnosti mobilnej robotiky a robotickej ruky OWI 535. Ing. Jakub Čerkala. Obsah. Pojmy a problémy mobilnej robotiky Robotická ruka OWI 535 a možnosti jej využitia Vízia ďalšieho smerovania mojej práce. Mobilný robot - definícia. Zariadenie, ktoré je schopné pohybu v priestore alebo teréne.

jania
Download Presentation

Možnosti mobilnej robotiky a robotickej ruky OWI 535

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Možnosti mobilnej robotiky a robotickej ruky OWI 535 Ing. Jakub Čerkala

  2. Obsah • Pojmy a problémy mobilnej robotiky • Robotická ruka OWI 535 a možnosti jej využitia • Vízia ďalšieho smerovania mojej práce

  3. Mobilný robot - definícia • Zariadenie, ktoré je schopné pohybu v priestore alebo teréne. • Takéto zariadenia sa využívajú najmä vo výskume prehľadávania priestoru alebo navigácie. • Vyššia úroveň mobilných robotov sú Autonómne riadené vozidlá

  4. Môj pohľad na mobilného robota • Autonómne zariadenie • Vlastné • Napájanie • Riadiace jadro • Senzory • Pamäť • Pohon • Úloha

  5. Typy mobilných robotov podľa spôsobu pohybu • Plazenie • Gúľanie • Pohyb na kolesách • Pohyb na pásoch • Kráčanie • Lietanie • Hybridný pohyb • Polymorfický tvar

  6. Plazenie • Využitie plazivého pohybu • Výhoda – vysoká modularita – pripájanie rovnakých modulov, prejde malými otvormi • Nevýhoda – nižšie reálne uplatnenie Viperoid

  7. Gúľanie • Využitie valivého pohybu • Výhoda – využitie ako domáci robot, odolnosť voči nárazom • Nevýhoda – malé praktické použitie ROLLO

  8. Kolesá – 1 pár • Neustála snaha kompenzovania náklonu a udržanie rovnováhy • Výhoda – Vysoká mobilita, vie ísť aj do sklonu terénu • Nevýhoda – stabilita, malé praktické použitie Robot štýlu Segway

  9. Kolesá – 1 pár + stabilizátor • Kolesá zabezpečujú pohyb a otáčanie • Malé neriadené koliesko na stabilizáciu • Výhoda – Vždy stabilný • Nevýhoda – Vyžaduje rovný povrch Khepera II

  10. 2 a viac párov kolies • Ako automobil • Rôzne typy: • 1 riadená náprava • Obe riadené nápravy • Viacnápravové vozidlo

  11. Pohyb pomocou pásov • Vozidlo s vysokou stabilitou a mobilitou v členitom teréne. • Výhoda – Unesie väčšiu váhu, modulárnosť • Nevýhoda – zložitejší konštrukčný návrh DFRobotRover

  12. Kráčajúce roboty - humanoid • Humanoidné roboty, mnoho stupňov voľnosti • Výhody – časom môžu nahradiť človeka v náročných činnostiach • Nevýhoda - zložitosť NAO

  13. Viacnohé roboty • Dizajn podľa hmyzu • Výhody – Spája výhody kráčajúcich robotov a terénnych pásových robotov • Nevýhoda – Zložitejší návrh a riadenie HexabotPhoenix

  14. Helikoptéra – 2 rotory • Lietajúci robot • Konštrukcia • Hlavný – vedľajší • Sústredné rotory • Výhody – vertikálny štart • Nevýhody – stabilita vo vetre, akčný čas Heli robot

  15. Quadkoptéra • Podobne ako HELI • Stabilizácia je lepšia – viac akčných členov • Výhoda – rozloženie hmotnosti • Nevýhoda – zložitejší návrh. Quadcopter

  16. UAV Drone • Lietadlo bez posádky • Pohon vrtuľou alebo turbínou • Výhody – dolet voči helikoptéram, nosnosť • Nevýhody – vyžaduje pristávaciu dráhu, cena UAV Hellfire

  17. Pojmy a problémy • Stabilita robota • Navigácia v priestore a teréne • Senzorické schopnosti • Mapovanie priestoru • Plánovanie trajektórie

  18. Stabilita robota • Robot počas pohybu mení svoj náklon a často aj ťažisko (hexabot, walker, vozidlo s rukou). Z tohto dôvodu sa musí uvažovať stabilita robota. Ovplyvňuje ju: • Pohyb a terén. • Závažie. • Aktuálna poloha subsystémov. • Vibrácie, poruchy a podobne.

  19. Navigácia v priestore • Kľúčová úloha autonómnych robotov – určovanie polohy a smeru pohybu. • Využíva na to senzory na palube a dáta prijímané od externých zdrojov.

  20. Senzorické schopnosti • Rôznorodé snímače na vozidle robota: • Dotykové a tlakové spínače – nárazníky. • Optočleny a zvuk – sonar, hĺbkomer, laser. • Elektromagnetické – detektor kovu. • Polohové – GPS modul. • Gravitačné – akcelerometer, gyroskop. • Kamery – maticové, riadkové, snímač gradientu, kinect.

  21. Mapovanie priestoru • Aby robot vedel, kde sa nachádza, mapuje priestor okolo seba. Časovo a výpočtovo náročná činnosť. Taktiež zaberá kapacitu pamäte. • Robot musí vedieť rozlíšiť statické prekážky • Robot musí vedieť zareagovať na dynamické prekážky – pohybujúce s objekty, ľudí, iné roboty.

  22. Plánovanie trajektórie • Robot môže sledovať predpísanú trajektóriu alebo si vypočítavať vlastnú podľa zvoleného prístupu. • V druhom prípade mu do výpočtu vstupujú aj obmedzenia vo forme prekážok.

  23. Robotické ruky OWI 535 a ich pracovisko

  24. Popis OWI 535 • 4+1 stupňov voľnosti • USB riadená robotická ruka • 3V DC motory • Nosnosť 100 g • Edukačný model

  25. Čo je už dokončené • Samostatný riadiaci program v jazyku C# - reprezentovaný knižnicou a GUI • Spojenie cez USB knižnicu • Merania pre nahradenie napájania stabilizovaným zdrojom

  26. Aktuálne riešená otázka • Nahradenie napájania PC zdrojom, príprava pre 3 samostatné ruky • CIEĽ: Stabilizované napájanie, zvýšenie presnosti akčných zásahov

  27. Spojenie s diaľkovým ovládaním • Spojenie cez USB vlastnou knižnicou • Priame riadenie pohybu robota • CIEĽ: príprava pre riadenie pásového vozidla cez WIFI pomocou tohto ovládača

  28. Pripojenie web kamery • Vyhľadanie malej ľahkej USB Web kamery pre umiestnenie na gripper • Cieľ: Snímanie a rozpoznávanie obrazu, spätná väzba

  29. Preskúmanie možností pre využitie IRC snímačov • Zavedenie optočlenov do prevodoviek • Malé konštrukčné úpravy, labkarta • Cieľ – presná poloha robota zaručená, využite kinematického modelu

  30. Riadenie robota OWI pomocou USB cez Raspberry PI • Riadenie robota v jazyku C pod Linuxom s využitím USB spojenia • Cieľ: testovanie možností Raspberry PI ako riadiacej jednotky pre nasledujúce aplikácie

  31. Priame riadenie motorov cez Raspberry PI • Vytvorenie prevodníkov a zosilňovačov pre riadenie zo zbernice PI • CIEĽ: Overenie možností priameho využitia Raspberry PI ako riadiacej jednotky

  32. Vytvorenie výukového modelu pre účely Bc. a Ing. prác • Po overení a testovaní predpokladov by mali obe roboty slúžiť pre edukačné a prezenačné účely. • CIEĽ: Obohatenie fondu modelov KKUI (CMMRaPI)

  33. Plány smerovaniaPhD práce • Cieľ je vytvorenie robustného modulárneho pásového robota s pridanými senzormi pre mnohostranné využitie jak pre výskum, Bc. a Ing. prácetakaj ako propagačno-komerčný produkt pre KKUI • Využitie metód umelej inteligencie pre identifikáciu, riadenie, rozpoznávanie obrazov navigáciu a iné úlohy

  34. Vlastnosti plánovaného robota Predpokladané parametre Metódy UI, ktoré chcem využiť Riadenie neurónovými sieťami Testovanie identifikácie Rozpoznávanie obrazu Fuzzy logika a iné metódy UI. • Relatívne veľký pásový robot • 2 x 12V batérie • Servomotorypohonu • Raspberry PI ako riadiaca jednotka • Pripojenie cez WIFI • Konštrukcia z hliníka, obal z karbónových vlákien • Široká škála senzorov

  35. Ďakujem za pozornosť Jakub.cerkala@tuke.sk

More Related