РОБОТРАФФИК: планируем робота для всероссийских соревнований KosachenkoSV's blog / 14.07.2014 Впервые в этом году на всероссийском этапе олимпиады роботов был заявлен относительно новый, но очень интересный регламент RoboTraffic. Регламент предлагает участникам построить автономных роботов, которые будут самостоятельно без участия человека передвигаться на смоделированных городских улицах, соблюдая правила дорожного движения (ПДД) и избегая дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Сразу вспомнился знаменитый беспилотный гугломобиль. Ознакомление с правилами Роботраффика привело меня с одной стороны в восторг, с другой стороны - в замешательство. Восторг я испытал от того, что для управления роботом разрешалось использовать любой контроллер, в. т.ч. и мой любимый Arduino, а для построения шасси робота можно использовать любой робототехнический набор или же использовать уже готовые шасси подходящего размера - это же такой широкий простор для технического творчества! А замешательство я испытал от того, что для приема сигналов, передаваемых светофорами и дорожными знаками, требовались уникальные и очень редкие электронные модули для беспроводной передачи данных в инфракрасном диапазоне, работающие по протоколу IrDA SIR на скорости до 115,2 Кбод и... огромные размеры полей, по которым должны были передвигаться роботы (4,5 на 4,5 метра!).На очередном занятии по робототехнике мы с лицеистами 7-го класса устроили совещание по поводу участия в данном регламенте, и ребята решили: регламент очень интересный, мы будем строить робота и по возможности участвовать. Задачи перед нами стояли действительно сложные, а потому очень интересные: 1) мы решили не использовать готовое шасси, а строить его из имеющегося в распоряжении роботонабора HUNA TOP,2) нам предстоит продумать и собрать электронную схему робота с необходимыми датчиками, модулями и двигателями,3) нам необходимо написать программу для движения по смоделированному городу с соблюдением ПДД,4) нам желательно протестировать робота хотя бы на небольшом поле со схожей шириной черной линии (5 см),5) мы мечтали поучаствовать в соревнованиях по Роботраффику в Казани...Подготовка. Выбор деталей, датчиков и модулей. Выбор роботонабора для постройки шасси в пользу HUNA TOP был сделан довольно быстро. Дело в том, что в данном наборе имеется большое разнообразие как легких пластиковых, так и прочных металлических деталей с надежными крепежными элементами, добротными колесами подходящего нам диаметра, осями разной длины, разноразмерными шестеренками и многое другое. Все это богатство хранится в добротном, прочном и удобном кейсе. Электронные компоненты HUNA TOP оказались 100%-совместимы с Arduino: датчики линии, серводвигатели, двигатели постоянного тока, - что нас весьма порадовало. Забегая вперед, отмечу, что все эти детали позволили лицеистам собрать надежную по прочностным характеристикам конструкцию шасси, а датчики с сервомотором использовать при сборке электрической схемы, но подробнее об этом в следующих статьях. Пользуясь случаем, выражаем свою огромную благодарность Надежде Бабенковой, представляющей ООО «Брейн Девелопмент», которая передала нам на тестирование и апробацию несколько комплектов роботонаборов из замечательной линейки HUNA.Для безопасного крепления Arduino к металлическим деталям, исключающее короткое замыкание, требовалась платформа из диэлектрика. Эту платформу ребята решили спроектировать сами и распечатать на 3D-принтере. Для проектирования нескольких версий платформы они использовали он-лайновый 3D редактор. Для печати воспользовались лицейским 3D-принтером «3D!Up Mini», печатающим ABS-пластиком с достаточной точностью. Из нескольких распечатанных выбрали ту платформу, которая по отверстиям лучше всех подошла как для Arduino, так и для элементов конструктора HUNA TOP (на фото нижняя).Мы решили использовать электронные компоненты, которые используем в нашем Томском физико-техническом лицее ТФТЛ на занятиях по микроэлектронике. Набор для микроэлектроники мы планомерно комплектовали и расширяли сами, поэтому дали ему веселое и неофициальное название «ТеФТеЛька». Итак, первоначально мы решили использовать:1) контроллер - Freeduino 2009 (полный аналог Arduino Duemilanove),2) мезонинную плату Troyka Shield от компании Амперка - для подключения нескольких датчиков,3) ультразвуковые датчики расстояния — HC-SR04,4) MotorShield v2.0 — для управления серводвигателем рулевого управления и мотором постоянного тока для шасси,5) датчики линии от HUNA TOP — наши исследования этих датчиков показали, что они собраны по резистивной схеме, а значит могут быть подключены к аналоговым входам Arduino,6) серводвигатель от HUNA TOP — совместим с Arduino и управляется по ШИМ.7) двигатель постоянного тока для шасси от HUNA TOP,8) (будем искать) модуль IrDA Click — инфракрасный приёмо-передатчик данных, работающий с протоколом IrDA SIR (скорость передачи данных 115.2 kbit/s),9) комплект соединительных проводов и макетную плату.Заинтересовавшись данным регламентом, параллельно с нами еще две команды из Томска решили строить роботов для Роботраффика, причем для ориентации роботов в пространстве они применили оптическое распознавание, применив для обработки видеопотока от вебкамеры контроллер CubieBoard A20 и библиотеку OpenCV, а шасси использовали готовые от наборов freescale. Такой серьезный подход требовал глубоких знаний, поэтому в эти команды входили студенты ВУЗов. Считаю, что изучение оптического распознавания в старших классах очень перспективная тема, о чем свидетельствует регламент робототехнических соревнований Лоуренского технологического университета, но статья не об этом.А наши семиклассники приступили к полному неожиданных технических проблем и маленьких «открытий» процессу конструирования шасси, о чем подробнее поведаю в следующем посте. А пока фото готового робота, который и "поехал" в Казань. HUNA arduino freeduino Амперка Роботраффик ТФТЛ микроэлектроника робототехника