Умный пылесос для уборки производственных помещений
|
Даты проведения с 2017-01-03 по 2017-06-23 |
| Проект робототизированной системы «Умный пылесос для уборки производственных помещений» - это инженерно-технические проект, который выполнен с использованием платы Intel® Genuino 101. В проекте на основе компьютерного зрения реализовано взаимодействие мобильного устройства, компьютера и робота. |
Ход работы:
| 1. Разработали приложение для мобильного устройства, которое позволяет заносить карту цеха, по которой перемещается робот, объезжая станки и опасные участки, отмечать места расположения контейнеров для мусора. С помощью программы карта преобразуется в неориентированный граф, составляется матрица смежности, рассчитывается минимальный маршрут движения. 2. Разработали конструкцию робота, которая представляет собой колесную базу и отсек для сбора контейнеров. Для автоматического управления точностью и качеством движения по прямой линии используется энкодеры, в программе пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор (ПИД-регулятор). Для управления движением на поворотах – данные гироскопа. Отклонение значений гироскопа влияют на угол поворота. Робот проезжает весь маршрут и собирает контейнеры в специальный отсек и выгружает их в место сбора отходов производства. 3. Реализовали связь между мобильным устройством и платой Intel® Genuino 101 через последовательный порт. С камеры мобильного устройства считывается кадр. Рассчитывается количество черных пикселей на линии справа и слева от центра. В зависимости от отклонения рассчитывается корректирующее движение моторам для выравнивания робота по линии. Отклонение передаётся на плату Intel® Genuino 101 через последовательный порт. 4. Реализовано компьютерное зрение для управления движением робота-пылесоса в производственном помещении. На роботе имеется метка, которая считывается вебкамерой. Данные передаются в компьютер, рассчитывается местоположение робота и его перспективный путь. Через канал связи передаются управляющие команды на робот для его движения. 5. Создана программа для контроля микроклимата в цеху. На роботе есть датчики температуры, влажности, задымленности. Данные с датчиков передаются, обрабатываются и выводятся на экран мобильного устройства. На экране мобильного устройства выводится в хронологическом порядке протокол событий. |
| Новизна работы заключается в следующем: 1. Взаимодействие устройств на основе методов компьютерного зрения. 2. Визуальный интерфейс, который позволяет с помощью мобильного устройства занести в память карту цеха, склада и другого помещения с указанием расположения станков, контейнеров с материалами, мусором. 3. Использование математических методов для преобразования карты в неориентированный граф и расчета оптимального пути движения робота. |
| Вылегжанина Инна Витальевна | Центр "Познание", Междисциплинарная дистанционная школа "Play Genuino" |
Создать прототип робототизированной системы предназначенной для уборки мусора в производственных помещениях.
"1. Определить компоненты робототизированной системы предназначенной для уборки производственных помещений и схему взаимодействия между ними.
2. Изучить литературу по темам компьютерное зрение, мехатронные системы.
3. Определить идею конструкции робота, подобрать материалы, выполнить чертеж, вырезать элементы модели, склеить робота.
4. Настроить взаимодействие между устройствами: мобильное устройство, компьютер, робот с платой Intel® Genuino 101.
5. Написать алгоритмы расчета оптимального пути, движения по линии и распознавание местоположения робота в производственном помещении, алгоритмы обработки изображений.
6. Реализовать компонент климат-контроля производственного помещения.
7. Запрограммировать устройства и апробировать робототизированную систему «Умный пылесос для уборки производственных помещений»."
"В последнее время в быту активно используются роботы-пылесосы, а для уборки производственных помещений можно использовать умные пылесосы.
Актуальным направлением является использование компьютерного зрения при управлении роботами (http://controleng.ru/innovatsii/sistemy-komp-yuternogo-zreniya-sovremenny-e-zadachi-metody/).
Использование на практике идей Интернет вещей позволяет решать задачи беспроводного управления на основе анализа данных полученных с датчиков работой роботов с помощью мобильных устройств.
Для реализации новых технических решений актуальна апробация новых устройств, в том числе платы Intel® Genuino 101. "
"Система собрана, запрограммирована, апробирована. Реализованы алгоритмы расчета оптимального пути, движения по линии и распознавание местоположения робота в производственном помещении, алгоритмы обработки изображений. Настроено взаимодействие между мобильным устройством, компьютером, роботом с платой Intel® Genuino 101.
Выявлена проблема передачи сигнала от компьютера к плате Intel® Genuino 101. Для решения проблемы мы заказали дополнительный модуль."
Робототизированная система «Умный пылесос для уборки производственных помещений» может быть взята за основу при разработке промышленного образца.
"Плата, компьютер, мобильное устройство, моторы, энкодеры
Материалы: оргстекло, клей, комплектующие, держатель для мобильного устройства
Измерительная аппаратура: датчики температуры, влажности, задымленности."
О проекте
Проект опубликовал
