Rychlá základna robota pro notebook: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Ve spolupráci společností TeleToyland a RoboRealm jsme pomocí sady Parallax Motor Mount & Wheel Kit vybudovali rychlou základnu pro robota na bázi notebooku. U tohoto projektu jsme chtěli, aby byl rychlý a jednoduchý, a chtěli jsme ponechat horní část robota zcela volnou pro notebook. Naštěstí to ukáže, jak snadné je nastavení, a inspiruje kreativnější roboty! Jako u každé dobré robotické základny máme všechny důležité vypínače motoru a držadlo!

Krok 1: Materiály

Pro motory jsme použili sadu pro montáž motoru a kola s ovladačem polohy od Parallaxu (www.parallax.com) (položka č. 27971). Ty poskytují pěknou sestavu motoru, optického kodéru a regulátoru polohy. V naší první revizi ve skutečnosti nepoužíváme regulátor polohy, ale pro většinu robotů je to velmi příjemná funkce. Použili jsme také sadu koleček od Parallaxu (položka č. 28971). Důrazně dáváme přednost robotům se dvěma hnacími koly a kolečkem před roboty se smykovým řízením! Podle našich zkušeností mají roboti se smykovým řízením (4 poháněná kola) potíže se zapnutím některých koberců a teras. Pro ovládání motoru jsme použili dva ovladače motoru Parallax HB-25. (položka #29144) Pro řadič servo jsme použili ovladač Parallax Servo Controller (USB). (položka č. 28823) Na zbytek jsme použili 12 “x10“kus 1/2 “překližky, 8“borovice 1x3 a několik šroubů a šroubů. Hlavními byly šrouby 2,5 "s plochou hlavou 1/4" x20. Šrouby s plochou hlavou byly použity v celém rozsahu, aby byl povrch robota plochý.

Krok 2: Budování základny

Základna byla velmi snadno vyrobitelná. Sestavili jsme sady kol a motorů a rozhodli jsme se je použít s motory nad nápravou, abychom dosáhli nejlepší vůle. Potřebovali jsme tedy nějaké mezery k vyčištění motorů. K tomu jsme použili 4 "kus borovice 1x3 se dvěma otvory 1/4" vyvrtanými 2 "od sebe, aby odpovídaly montážním otvorům na soupravách kol a motorů. K vyrovnání těchto otvorů jsme použili vrtací lis, takže pokud máte pouze ruční vrtačku, můžete označit a vrtat z obou stran, abyste se setkali uprostřed, nebo vyvrtat větší otvor, aby bylo možné použít kroutí místnost. Plochá část základny byla vyrobena z 1/2 "překližky - použili jsme 12 „široký a 10“dlouhý, aby se vešel do našich mini notebooků, ale velikost zde může být opravdu jakákoli. Vyvrtali jsme otvory 1/4 "tak, aby odpovídaly stojanu a soupravám kol - 1/2" ze strany a 2 "od sebe jako dříve. Náběžná hrana odpovídala patě, takže pneumatiky trochu trčí. Udělali jsme to nechte je zasáhnout zeď před základnou, ale to není příliš velký problém. V horní části desky jsme použili bit proti dřezu, abychom uvolnili místo pro plochou hlavu šroubů 1/4 "x20 (2,5" dlouhé)). Šrouby musí být ve skutečnosti o něco kratší než 2,5 ", aby se vešly tak akorát, takže jsme zkrátili konce o 1/4" pomocí nástroje Dremel. Pokud použijete 3/4 "překližku, mohou se hodit, aniž by byly Jakmile to bylo hotové, přišroubovali jsme sadu kol a motoru na základnu.

Krok 3: Přidání kolečka

Namontovali jsme sadu koleček doprostřed zadní části robota - vycentroval jeden ze tří otvorů na držáku na základně asi 1/2 "od okraje desky, poté pomocí čtverce vytvořil další dva otvory rovnoběžně se zadní stranou desky. V této konfiguraci může kolečko přesahovat základnu, když se robot pohybuje vpřed. K tomu jsme použili šrouby a matice s plochou hlavou č. 6 - pomocí podložek jsme zakryli otvory v zásuvce v sadě koleček - opět, aby byla horní překážka volná. Jedinou změnou sady bylo, že jsme prodloužili hřídel tak, aby byla základna na úrovni. Pro naše nastavení jsme vyrobili nový hřídel z 1/4 "hliníkové tyče, která byla 1 3/4" delší než ten se sadou. Pomocí nástroje Dremel jsme vytvořili zářez v našem novějším delším hřídeli, aby odpovídal tomu v sadě.

Krok 4: Motorové ovladače, baterie a spínače

Pro ovládání motoru jsme namontovali HB-25 za motory, abychom ponechali prostor pro baterie. Opět jsme použili šrouby s plochou hlavou #6. K montáži motorů na HB-25 jsme zkrátili dráty motoru na délku a použili krimpované konektory. Ponechali jsme trochu vůli v motorech motoru, ale ne tolik, abychom potřebovali zipy, abychom je drželi. Jakmile jsme konektory nalisovali, také jsme je pájili - nesnáším, když je tam volné spojení!:-) U baterií jsme spěchali a použili články NiMH C. Opravdu vše, co vás dostane na 12v, je v pořádku. Použili jsme články olověného gelu, ale zdá se, že po několika letech selhaly, protože je nezvládáme tak dobře, jak bychom mohli, a standardní buňky nám umožňují používat zásady jako zálohu před událostmi a ukázkami! Ano, existují lepší držáky C buněk - co můžeme říci? Byli jsme zaneprázdněni a Radio Shack byl blízko.:-) Přidali jsme osvětlený vypínač. Opět namontován pod základnu, aby byl vrchol jasný, a rozšířili jsme ho těsně za záda, aby bylo snadnější se dostat. Přidáme rukojeť, takže zálohování a stisknutí přepínače je méně pravděpodobné. Přidali jsme druhý spínač a baterii pro řídicí desku serva, ale napájení USB může stačit pro HB-25, protože nečerpají hodně energie na straně signálu. Držáky spínačů byly jen vyrobeny z nějakého úhlového hliníku, který jsme měli kolem.

Krok 5: Ovládání a rukojeť serva

Ovládání HB-25 lze provést mnoha způsoby, ale protože RoboRealm podporuje servopohon Parallax (USB) a jeden jsme měli, použili jsme to. Všimněte si, že prozatím nepoužíváme ovladače motoru na kolečku a motorové soupravy. Ovladače jsou velmi pěkné, ale u RoboRealm používáme právě teď k řízení robota vidění a nepotřebujeme je. Můžeme přidat tuto schopnost v budoucnu a pro jakýkoli jiný druh ovládání by použití ovladačů usnadnilo řízení robota v přímém směru atd. Každý robot potřebuje rukojeť! Pro nás jsme ohýbali nějaký hliníkový šrot a přišrouboval to dozadu. Vyvrtali jsme pilotní otvory, protože zašroubování do boku 1/2 překližky je obvykle nepořádek. Jsme si jisti, že to lze udělat lépe!:-)

Krok 6: Výpočet

Před základnu robota jsou na sebe namontovány dvě kamery Creative Notebook, aby v obou kamerách poskytovaly podobný obraz. Tyto kamery slouží k tomu, aby hledaly před robotem překážky, které by mu mohly být v cestě. Obě kamery jsou připojeny k palubnímu počítači přes USB a jsou napájeny přímo do RoboRealm. Použitý notebook je MSI-Winbook, který velmi dobře sedí na robotické základně. Tento notebook jsme vybrali kvůli jeho malým rozměrům a nízkým nákladům (~ 350 $) Notebook se systémem RoboRealm je připojen k ovladači Parallax Servo Controller přes USB k ovládání pohybů motoru. Naštěstí má MSI 3 USB porty, takže na této platformě není USB hub potřeba. Všimněte si, že proud MSI běží na vlastní baterii. Bylo by možné sloučit oba energetické systémy dohromady, ale pro pohodlí a přenositelnost byly ponechány oddělené.

Krok 7: Software

Na notebooku MSI je spuštěn software pro strojové vidění RoboRealm. Účelem demonstrace bylo použít fokus k označení přítomnosti překážky před robotem. Oba fotoaparáty byly ručně zaostřeny na různé ohniskové vzdálenosti. Jeden je zaostřený tak, že blízké objekty jsou zaostřené a vzdálené objekty jsou rozostřené. Druhá kamera (těsně nad) je zaostřena obráceně. Porovnáním těchto dvou obrázků můžeme zjistit, zda je něco blízko nebo daleko, podle toho, který snímek je více zaostřený než ten druhý. "Detektor zaostření" může být filtrem, který určuje, který obrázek má v dané oblasti více detailů než ten druhý. I když tato technika funguje, není příliš přesná, pokud jde o vzdálenost objektů, ale je to velmi rychlá technika, pokud jde o výpočet CPU. Níže uvedené obrázky ukazují dva obrázky z kamery, jak se dívají na koks a plechovku DrPepper. Můžete vidět ohniskový rozdíl mezi těmito dvěma obrázky a také vertikální rozdíl mezi těmito dvěma kamerami, přestože jsou umístěny velmi blízko sebe. Tuto disparitu lze snížit použitím hranolu k rozdělení jednoho pohledu na dva pohledy pro dvě kamery, ale my jsme shledali, že postačuje rychlá metoda použití dvou webkamer blízko sebe. Poznámka na levé straně obrázku může je rozostřený a daleká plechovka DrPepper je zaostřená. Na obrázku vpravo je situace opačná. Když se podíváte na okraje tohoto obrázku, můžete vidět, jak silné hrany odrážejí zaostření objektu. Bílé čáry signalizují vyšší přechod hran, což znamená, že je objekt více zaostřený. Modřejší čáry signalizují slabší odezvu. Každý obrázek je rozdělen na 3 svislé části. Vlevo, uprostřed a vpravo. Tyto oblasti používáme k určení, zda v těchto oblastech existuje překážka, a pokud ano, nasměrujte robota pryč. Tyto pásy jsou zvýrazněny zpět na jednu stranu původního obrázku, abychom mohli ověřit jejich správnost. Světlejší oblasti na těchto obrázcích signalizují, že je objekt blízko. To říká robotu, aby se vzdálil z tohoto směru. Nevýhodou této techniky je, že objekty potřebují texturu. Z dalšího obrázku vidíme dva červené bloky, které jsou umístěny ve stejné poloze jako plechovky, ale nereagují na tuto techniku. Problém je v tom, že červené bloky nemají žádnou vnitřní strukturu. Tento požadavek na funkci je podobný požadavku potřebnému pro techniky stereofonního a optického toku.

Krok 8: Díky

Naštěstí vám tento Instructable poskytne několik nápadů, jak používat sadu motoru a sadu kol s ovladačem polohy od Parallax. Zjistili jsme, že je velmi snadné nastavení a přizpůsobení našim potřebám, což je velmi jednoduchý robot ovládaný notebookem. Můžete si stáhnout RoboRealm a zkusit experimentovat s Machine Vision tím, že přejdete na RoboRealm. Hezký den! Tým RoboRealm. Vize pro stroje a TeleToyland - ovládání skutečných robotů z webu.