Projet : Participer à la coupe robotique des IUT

De troyesGEII
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Nous avons comme projet de créer un robot afin de participer à la coupe robotique des IUTs. Voici le règlement du concours sur le lien suivant : http://www.gesi.asso.fr/coupe_robotique_des_iut/images/2014/reglement_Vierzon_2014_V002.pdf Le robot devra traverser un parcours et éviter les obstacles qui s'y trouvent. A son arrivée en bout de traversée il fera exploser un ballon gonflable. Tout ceci dans un temps le plus court possible et en moins de 90 secondes. Nous devons donc choisir la technologie du robot, la manière dont celui-ci évite les obstacles et comment il se repère sur le terrain.

Comportement souhaité du robot

Le robot avance tout droit jusqu’à croiser un obstacle. Selon la position du robot par rapport à l'obstacle, il l'évite différemment. Si c'est la capteur du centre qui détecte l'obstacle, le robot contourne l'obstacle par la droite et rectifie ensuite sa trajectoire grâce à la boussole. Si c'est le capteur de gauche, le robot évite aussi l'obstacle par la droite mais d'un angle moins important. Et enfin si c'est le capteur de droite qui détecte l'obstacle, le robot rectifie de la même manière que si c'était le capteur de gauche mais par la gauche.

Choix des capteurs

capteurs de proximité

tableau récapitulatif du comparatif IR/Ultrason

Pour les capteurs de position, nous avions le choix entre trois types de capteur:

-les capteurs Ultra-sons

-les capteurs Infra-rouges

-les capteurs Lasers

Ces dernier étant extrêmement cher(env 2000€), ils sont éliminés de suite. Les capteurs IR ont un faible cône de directivité (cône en face du capteur dans il peut détecter un objet)(env 5°), ils une portée suffisante (80cm), sont précis mais restent néanmoins sensibles au fortes source de lumière et de chaleur ainsi qu'aux autres robots utilisant des IR. Les capteurs Ultrasons ont un grand cône de directivité (env 30°), une portée plus que satisfaisante (de 3 à 4m), seulement la précision peut dépendre de la pression, de la chaleur, ils sont aussi sensibles autres robot utilisant la même fréquence.

Nous avons choisis les capteurs Ultrasons car ils offrent un plus grand cône de directivité ainsi qu'un retour de la distance de l'obstacle.

principe du capteur de couleur: l’émetteur envoie des IR et si le récepteur reçoit de IR c'est que la surface est claire sinon c'est que la surface est sombre

capteurs de couleurs

Le contraste entre la moquette du terrain(bleu sombre) et la zone d'arrivée du robot(blanc) étant très élevé, un simple "détecteur de ligne" suffira à faire la différence entre les deux.










capteurs de positions

principe de la roue codeuse

Nous avons choisis de coupler des roues codeuses avec une boussole.

La boussole permettra au robot de connaitre sa direction par rapport au nord magnétique, de cette façon, il pourra constamment se remettre dans la bonne direction après avoir contourné un obstacle.

Les roues codeuses pourront non seulement fournir au robot une indication relativement précise de la distance parcouru (cela servira notamment lors d'un contournement) mais grâce à programme suffisamment évolué, elles permettront de connaitre la position du robot sur le terrain.





Commande des moteurs

photo du shield qui servira à contrôler les moteurs

La commande des moteurs se fera au moyen d'un shield (doté de deux ponts en H un pour chaque moteur/roue) déjà préconçus: https://www.sparkfun.com/products/9815





Réalisation

explosion du ballon

nous avons pensé à deux façon des faire exploser le ballon:

-soit un genre de tapette à mouche équipé de pointes vient le faire éclater

-soit une vis qui avancera le long de la perche du ballon au moyen d'un moteur commandé par un transistor

algorithme du robot

L'algorithme actuel du robot, bien qu'il ne soit actuellement qu'un premier jet, nous aurons tout le temps de le peaufiner plus tard, mais il a été néanmoins décrit de manière textuelle plus haut dans la partie "comportement souhaité du robot".

interfaçage des capteurs

Les roues codeuses utiliserons un compteur, qui comptera les impulsions, de cette manière l'arduino aura juste relever la sortie du compteur au lieu de passer son temps à compter les impulsions. On aurait pu programmer l'arduino pour qu'il le fasse en parallèle d'autre chose mais cela relèverait d'un niveau de programmation plus élevé que le notre .

les capteurs ultrasons et le capteur de couleur seront multiplexés afin de gagner quelques port sur l'arduino.

solutions techniques

le brouillage des capteurs de proximité par les autres robots

Afin d'éviter que les autres robots ne viennent perturber les capteurs de proximité, nous avons pensé à plusieurs façon de résoudre ce problème:

-le robot pourrait n'envoyer de signal que toutes les secondes

-le robot pourrait n'envoyer de signal qu'avec un temps aléatoire compris entre 500 et 1500ms

-une fois que le robot a reçu un signal de retour, le robot pourrait renvoyer un autre signal afin de "vérifier" qu'il y a effectivement un obstacle a éviter et que ce n'est pas un autre robot qui à perturbé le capteur

-si le capteur reçoit le signal émit par un autre robot utilisant aussi des ultrasons, c'est qu'il y a effectivement un obstacle a éviter (l'autre robot en face) donc notre robot pourrait tout aussi bien l'éviter sans chercher a savoir si c'est un robot concurrent ou un obstacle du terrain

-le robot pourrait "n'écouter" ces capteurs que lorsqu'il envoie un signal

design

Nous n'avons pas encore d'idée précise sur le sujet mais étant donné qu'il y a un prix du design et du robot le plus fun ce serait surement une bonne chose de penser à l'allure générale de ce robot.