Swarm Bots. Հավաքում և համագործակցություն Տրանսպորտ. 13 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Ողջույն բոլորին, Այս խրատը «Swarm Bots. էլեկտրոնիկայի հմայքը ձեր ներսում և խաղացեք ռոբոտաշինության հետ: Ես կփորձեմ բազմաթիվ պատկերներ, տեսանյութեր, կարճ բացատրություն այս նախագծի վերաբերյալ `հստակ պատկերացում կազմելու համար:

Ինչու՞ են COBOT- ը տարբերվում Swarm- ից և սովորական բոտից, կարող եք գտնել այստեղ

1. ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ

1.1 Ինչ է իրականում Swarm ռոբոտաշինությունը:

1. Swarm ռոբոտաշինությունը նոր մոտեցում է համակարգերի համակարգման համակարգին, որը բաղկացած է մեծ թվով հիմնականում պարզ ֆիզիկական ռոբոտներից:

2. Այս մոտեցումը ծագեց արհեստական ամբոխի հետախուզության, ինչպես նաև բնության միջատների, մրջյունների և այլ դաշտերի կենսաբանական ուսումնասիրության մեջ, որտեղ տեղի է ունենում ամբոխի վարքագիծ:

3. Swarm Robotics- ը կոլեկտիվ ռոբոտաշինության ոլորտում զարգացող ոլորտ է, որն օգտագործում է լիովին բաշխված կառավարման պարադիգմա և համեմատաբար պարզ ռոբոտներ `խմբային մակարդակում համակարգված վարքագծի հասնելու համար:

4. Swarm ռոբոտաշինության համակարգերը ինքնակազմակերպվում են, ինչը նշանակում է, որ կառուցողական կոլեկտիվ (կամ մակրոսկոպիկ) վարքագիծը բխում է ռոբոտների անհատական (կամ մանրադիտակային) որոշումներից:

Քայլ 1. arագման ծագումը և հղումը ֆիլմերում

1.2 Swագման ծագումը 1. Գմբեթների հետախուզական հետազոտությունների մեծ մասը ներշնչված է այն բանից, թե ինչպես են բնության երամները, ինչպիսիք են սոցիալական միջատները, ձկները կամ կաթնասունները, միմյանց հետ փոխհարաբերությունների մեջ իրական կյանքում:

2. Այս ամբոխների չափերը տարբեր են ՝ փոքր բնական տարածքներում ապրող մի քանի անհատներից մինչև բարձր կազմակերպված գաղութներ, որոնք կարող են գրավել մեծ տարածքներ և բաղկացած են ավելի քան միլիոնավոր անհատներից:

3. Խմբերի մեջ առաջացող խմբային վարքագիծը ցույց է տալիս մեծ ճկունություն և ամրություն, ինչպիսիք են ճանապարհների պլանավորումը, բույն կառուցելը, առաջադրանքների բաշխումը և բազմաթիվ այլ բարդ հավաքական վարքագիծ տարբեր բնության ամբոխում:

4. Բնության ամբոխի անհատները ցույց են տալիս շատ թույլ ունակություններ, այնուհանդերձ, ամբողջ խմբում կարող են առաջանալ բարդ խմբային վարք, օրինակ ՝ թռչունների և ձկնաբուծարանների գաղթականություն, ինչպես նաև մրջյունների և մեղուների գաղութների սնունդ, ինչպես ցույց է տրված նկ. գաղութներ կառուցել, թռչունները ՝ ուտելիք գտնելու համար, թռչունները ՝ մեղր հավաքելու համար:

Քայլ 2. ԽՆԴԻՐԻ ՍԱՀՄԱՆՈՄ

1. Ներածություն

Այս գլխում մենք կաշխատենք մեր ծրագրի երկու հիմնական նպատակի վրա, այսինքն `ինքնահավաք և համագործակցային տրանսպորտ: Ինքնահավաքում երկու ռոբոտ կհավաքվեն գծի ձևավորման մեջ, իսկ կոոպերատիվ տրանսպորտում `այս երկու բոտերը բլոկը մի տեղից մյուսը կտեղափոխեն:

1..1 ամբոխ ռոբոտների ինքնահավաք

Մեր նպատակն է լիովին ինքնավար կերպով վերահսկել s- բոտերի խումբը այնպես, որ նրանք գտնեն, մոտենան և կապվեն օբյեկտի հետ:

1.2 Համագործակցային տրանսպորտ

Այս աշխատանքում անդրադառնում է խնդրին

ա) ինչպես վերահսկել առանձին s-bots- երը ինքնուրույն կապվելու օբյեկտի և (կամ) միմյանց հետ, և

բ) ինչպես վերահսկել մի բմբուլ կամ բոթերի հավաքածու ՝ օբյեկտը դեպի նպատակ տանելու համար:

Համատեղ տրանսպորտային առաջադրանքով զբաղվող s-bots- ների ինքնահավաք խումբը կառավարելու համար հիբրիդային կառավարման ճարտարապետության նախագիծը և օգտակարությունն արդեն ուսումնասիրվել են մոդելավորման մեջ:

1. S- բոտեր, որոնք կարող են ինքնուրույն հավաքվել: Հավաքված s- բոտեր, որոնք ունակ են տեղակայել թիրախը փոխադրման ընթացքում:

2. Հավաքված s-bots, որոնք ունակ չեն տեղակայել թիրախը փոխադրման ընթացքում: Օգտագործեք մեկ վարպետ և ստրուկ միկրոկոնտրոլեր:

3. Օպտիկական խուսափող սենսորի փոխազդեցություն ամբոխի ռոբոտի հետ:

4. Մշակված SPI հաղորդակցություն ամբոխ ռոբոտների միջև:

5. Համաժամեցում երկու ամբոխի ռոբոտների միջև: Օբյեկտի սահմանափակ փոխադրումը միայն մեր նախագծի սահմանափակումն է:

Քայլ 3. Մեթոդոլոգիա

Հավաքի ծրագրի հինգ հիմնական բլոկները բաղկացած են

A) Arduino Master & Slave. Վարպետը և ստրուկը arduino- ի վրա հիմնված երկու բոտեր են, որոնք միասին համագործակցում են ցանկալի առաջադրանքը կատարելու համար `մեր դեպքում ծանր առարկաների տեղափոխում: Վարպետը վերահսկում է ստրուկի շարժը և գործողությունները հաջորդ մասում բացատրված ՌԴ մոդուլի միջոցով:

Բ) ՌԴ մոդուլ (nrf24l01). Վարպետի և ստրուկի միջև հաղորդակցությունը տեղի է ունենում ՌԴ մոդուլի միջոցով: Վարպետը փոխանցող մոդուլի միջոցով ուղարկում է ցանկալի հրամանը, որը ստանում և հետևում է Ստրուկին `դրան կից ստացողի մոդուլի միջոցով:

Գ) Խոչընդոտներից խուսափող. Սա բոտերի աչքն է: Խոչընդոտների խուսափողն օգնում է բոտերին խուսափել անցանկալի խոչընդոտներից, ինչպես նաև կանխում է միմյանց դեմ բախումները: Այն բաղկացած է ֆոտոդիոդների և LED- ների համակարգից, որոնք համապատասխանաբար տեղադրվում են վարպետի և ստրուկի վրա

Դ) Մեկ պատյան. Առաջին մասը վահան է, որը ֆիզիկապես կապված է ձեր Arduino տախտակին և գործում է որպես անլար միջնորդ, որը տվյալների փոխանցում է Arduino- ի և ցանկացած Android սմարթֆոնի միջև Bluetooth- ի միջոցով: Այն ծրագրային հարթակ և ծրագիր է Android սմարթֆոնների վրա, որը կառավարում է մեր վահանի և ձեր սմարթֆոնի միջև հաղորդակցությունը և թույլ է տալիս ընտրություն կատարել առկա տարբեր վահանների միջև:

Ե) LV-MaxSonar. Մեր ուլտրաձայնային տվիչները գտնվում են օդում, ոչ կոնտակտային օբյեկտների հայտնաբերման և տատանվող սենսորների միջոցով, որոնք հայտնաբերում են օբյեկտները տարածքում: Այս տվիչների վրա չեն ազդում հայտնաբերված օբյեկտի գույնը կամ այլ տեսողական բնութագրերը: Ուլտրաձայնային տվիչները օգտագործում են բարձր հաճախականության ձայն `տարբեր միջավայրերում օբյեկտները հայտնաբերելու և տեղայնացնելու համար:

Քայլ 4. Բաղադրիչներին փոխազդեցություն

Swarm Bots: հավաքում և համագործակցային տրանսպորտ Pin նկարագրություն

A. nrf24L01 կապի նկարագրություն

1 - GND

2 - VCC 3.3V !!! ՉԻ 5 Վ

3 - CE մինչև Arduino կապ 9

4 - CSN- ից Arduino փին 10

5 - SCK դեպի Arduino կապում 13

6 - MOSI դեպի Arduino քորոց 11

7 - MISO դեպի Arduino կապում 12

8 - Չօգտագործված

B. LV-MaxSonar

Vcc-5V

GND

Տվյալների կապ - A5

C. L293D Motor Driver IC

LeftMotorForward - D7 (Թվային փին 7)

LeftMotorReverse - D6

RightMotorForward - D5

RightMotorReverse - D4

D. Photodiode (ըստ ցանկության)

VCC-5V

GND

Տվյալների կապ - D0

Դուք կարող եք միացնել քորոցը ՝ ըստ ձեր PCB- ի դիզայնի, բայց անհրաժեշտ է փոփոխություններ կատարել ծածկագրում:

Նշում. Firstրագիրն առաջին փորձից միացնելիս և գործարկելիս մարդիկ բախվելու են ինչ -որ խնդրի: Խնդրում ենք անցնել բոլոր կապերն ու ծածկագրերը ճիշտ, այնուհետև նորից փորձել:

Քայլ 5: PROՐԱԳՐՈԹՅՈՆ

Hackster.io

Նշում. Կցված txt ֆայլը պարունակում է Master.ino և Slave.ino ծրագիր: Վերցրեք հղումը ծածկագրից, հասկացեք աշխատանքը և այն վերբեռնեք համապատասխան վարպետ arduino և slave arduino- ում:)

Քայլ 6. ՊԱՅՄԱՆԱԳՐՈԹՅՈՆ & ՊՀՀ

Դուք կարող եք ցանկացած գործ վերցնել ձեր ռոբոտի համար:

PCB- ն պարունակում է nrF, խոչընդոտներից խուսափելու տվիչ, մարտկոց, L293D IC: Պարտադիր չէ PCB պատրաստել, պարզապես թափանցիկ տախտակի վրա միացրեք յուրաքանչյուր բաղադրիչ և կպցրեք այն:

Քայլ 7. Խոչընդոտներից խուսափելու սենսորի փորձարկում

Քայլ 8. NRF24L01 TRANSRECEIVER- ի փորձարկում

Նշում. Կներեք տեսանյութում ջրանիշի համար;)

Քայլ 9. ՄԻԱՅՆ ԲՈՏԻ և 1 ԱՇԻԿԻ ԱՇԽԱՏԱՆՔԻ ԹԵՍՏՈՄ

Քայլ 10. ՎՐԱՊԵՏՆԵՐԸ Հավաքվում են վերջնական փորձարկման համար

Քայլ 11: Եզրափակիչ փորձարկում

Քայլ 12: Եզրակացություն

1. Մեր basրագիրը հիմնականում հիմնված է մեղուների երամակի կամ մրջյունների բազմության բնական վարքագծի վրա, որոնք արդյունավետ և արդյունավետ կատարում են իրենց հանձնարարված խնդիրը:

2. Վարպետի և Ստրուկ բոտի միջև համակարգումը արդյունավետ է ՝ առաջադրանքն իրականացնելու համար, որը օբյեկտների փոխադրումն է:

3. Այստեղ օգտագործվում են միայն 1 Master և 1 Slave բոտեր, ինչը սահմանափակում է այն օբյեկտի չափի վրա, որը կարող է տեղափոխվել աղբյուրից դեպի նպատակակետ:

4. Ինքնահավաքի ավարտից հետո օբյեկտի տեղափոխումը հեշտ և հուսալի գործընթաց է:

5. Անլար բոտերի օգտագործումը Master և Slave Bot զույգը հարմար է դարձնում օգտագործման համար:

ԱՊԱԳԱՅԻ ԱՇԽԱՏԱՆՔ

1. Ստրուկների թվի ավելացման միջոցով կարող է իրականացվել ավելի մեծ և ծանր առարկաների փոխադրում:

2. Այս Swarm ռոբոտները կարող են օգտագործվել տարբեր Փրկարարական գործողությունների համար, երբ իրավիճակները բարենպաստ չեն Մարդկանց միջամտության համար:

3. Swarm Robotics- ի օգտագործումը կարող է երկարաձգվել ՝ ծառայելով ազգին ՝ ռազմական ծառայությունների միջոցով: Սա կնվազեցնի պատերազմից զոհերի թիվը:

Քայլ 13: ՇՆՈՐՀԱԿԱԼՈԹՅՈՆ:)

Անչափ շնորհակալ եմ ժամանակի համար ՝ այս ուսանելիին ծանոթանալու համար:

Հուսով եմ, որ ես կարճ բացատրություն տվեցի այս նախագծի համար, որպեսզի բոլորը կարողանան հեշտությամբ հասկանալ նախագիծը և կազմել իրենցը: Քանի որ դա մի փոքր բարդ նախագիծ է, սկզբում կարող եք խնդրի առաջ կանգնել միջերեսների, կոդավորման և փորձարկման ընթացքում: Պարզապես հետևեք քայլ առ քայլ և վերացրեք սխալի գիծը, այլ ոչ թե ուղղակիորեն վերբեռնեք կոդը և սկսեք աշխատել: Կոդը նաև ընդհանուր ծածկագիր է, գուցե մարդիկ ստիպված լինեն փոփոխություններ կատարել ըստ ձեր պահանջի:

Այն, ինչ ես առաջարկում եմ, այն է, որ սկզբում մի բաղադրիչ կոդավորիր և փորձարկիր այն, այնուհետև ավելացրու ևս մեկ ծածկագիր և փորձարկիր այն: Սա ավելի լավ կօգնի: Վերցրեք որոշ հղումներ google- ից, քանի որ իմ ծածկագիրը նույնպես 100% ճիշտ չէ: Վերջապես ես սկսնակ եմ նաև arduino- ում և ծրագրավորման մեջ, ուստի ես հնարավորինս փորձեցի հնարավորինս:

Հուսով եմ ձեզ դուր եկավ:)

Խնդրում ենք սիրել այս հրահանգը:

Խնդրում եմ քվեարկել ինձ համար ROBOT մրցույթում:

Ողջույն