Comment fonctionne un robot suiveur?

Comment fonctionne un robot suiveur?

Schéma du circuit du robot suiveur de lumière

Avez-vous déjà vu un chat courir après un pointeur laser ou un faisceau de lampe de poche ? Et si vous pouviez faire faire ça à un robot ? Dans ce projet, vous allez construire un robot qui peut se diriger automatiquement vers une source de lumière vive. Le robot utilise un simple circuit électronique pour suivre la lumière, ce qui ne nécessite aucune programmation informatique ! Vous pouvez également réaliser trois autres projets de robotique à l’aide du même kit de pièces, ce qui en fait un excellent moyen de vous initier à la robotique avant de passer à des projets plus avancés.

Avez-vous déjà eu envie de construire votre propre robot, mais vous ne saviez pas par où commencer ? Dans ce projet, vous allez construire un robot amusant et relativement simple, qui ne nécessite aucune programmation informatique. Le robot de ce projet utilise des capteurs de lumière, qui sont des composants électroniques capables de détecter la lumière ; ils aideront le robot à suivre le faisceau d’une lampe de poche, tout comme un chat utilise ses yeux pour suivre un pointeur laser. La figure 1 et la vidéo montrent à quoi ressemble le robot et comment il fonctionne.

Peux-tu imaginer comment tu dirigerais le robot en regardant la vidéo ? La figure 2 montre un schéma de la réaction du robot à une lampe de poche. Une lampe de poche peut être utilisée pour “guider” le robot en le dirigeant vers l’avant, la gauche ou la droite.

Bristlebot traqueur de lumière

Un robot suiveur de ligne, comme son nom l’indique, est un véhicule guidé automatisé qui suit une ligne visuelle incrustée dans le sol ou le plafond. Habituellement, la ligne visuelle est le chemin que suit le robot suiveur de ligne et il s’agit d’une ligne noire sur une surface blanche, mais l’autre sens (ligne blanche sur une surface noire) est également possible. Certains robots suiveurs de ligne avancés utilisent un champ magnétique invisible comme trajectoire.

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Les grands robots suiveurs de ligne sont généralement utilisés dans les industries pour assister le processus de production automatisé. Ils sont également utilisés dans des applications militaires, pour l’assistance humaine, les services de livraison, etc.

Le robot suiveur de ligne est l’un des premiers robots avec lesquels les débutants et les étudiants peuvent acquérir leur première expérience robotique. Dans ce projet, nous avons conçu un simple robot suiveur de ligne en utilisant Arduino et quelques autres composants.

Contrôleur (Arduino UNO) : Arduino UNO est le contrôleur principal du projet. Les données des capteurs (capteurs IR) seront transmises à Arduino qui donnera les signaux correspondants au circuit de commande du moteur.

Comment fabriquer un robot suiveur de lumière

Ce robot omnidirectionnel a été construit pour détecter et suivre des objets colorés en temps réel tout en communiquant avec une application mobile. L’application mobile permet aux utilisateurs de sélectionner la couleur de l’objet à suivre.

Ces dernières années, les fabricants de microcontrôleurs ont considérablement amélioré leur puissance de calcul, ce qui a permis le développement de petites plates-formes mobiles avec une informatique de haut niveau embarquée. En outre, le développement de la bibliothèque Open Source Computer Vision (OpenCV) a permis aux ingénieurs d’intégrer des techniques basées sur la vision dans de petites plateformes de robots mobiles. Enfin, l’utilisation d’applications pour smartphones pour contrôler les robots a gagné en popularité ces dernières années. Plus précisément, les capteurs et les fonctions interactives des appareils tels que les smartphones peuvent être facilement exploités pour créer des interfaces utilisateur naturelles et intuitives avec de nouvelles modalités d’interaction (par exemple, tactile, visuelle, sonore, etc.) pour interagir à distance avec les robots mobiles.

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Cet article décrit la conception et la mise en œuvre d’un robot omnidirectionnel de suivi de balle qui est commandé sans fil par un utilisateur, par le biais d’une application mobile, pour suivre une balle de couleur sélectionnée par l’utilisateur (voir photo 1). Une caméra web fait office de capteur de vision, un Raspberry Pi exécute des routines de traitement d’image pour détecter l’objet, et un microcontrôleur Arduino gère le contrôle du moteur pour suivre l’objet détecté. L’application mobile permet aux utilisateurs de sélectionner la couleur de l’objet à suivre en envoyant des commandes sans fil au robot une fois que l’utilisateur a effectué une sélection sur l’écran tactile d’un appareil intelligent.

Code du robot suiveur de ligne

est la matrice d’état et est l’intervalle de temps entre les échantillons. est le vecteur de transition des perturbations défini comme un vecteur de vitesse aléatoire bidimensionnel dont la matrice de covariance est alors . Le vecteur de mesures contient les mesures qui sont mises à la disposition du système. Dans ce cas, les observations correspondent à la position du robot mobile. Ainsi, à chaque pas de temps, l’équation des mesures fournit l’association mathématique entre le vecteur des observations et le vecteur d’état :

où est l’intensité du signal mesurée au niveau du récepteur (dBm), est la distance de référence entre l’émetteur et le récepteur, est l’intensité de la puissance reçue en un point de référence (dBm), et est la variable aléatoire normale avec un écart type de . La valeur de dépend de la construction du bâtiment et du nombre de cloisons que le signal doit traverser. La plage de est de 3 dBm à 20 dBm. est l’exposant d’affaiblissement du chemin, entre 2,5 et 3,0 dans l’environnement intérieur. Afin d’obtenir la distance de référence entre l’émetteur et le récepteur, (5) peut être réécrit comme suit

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