Roborace – это состязания, в которых соревнуются роботы-автомобили на специальной кольцевой трассе. Можно провести некоторую аналогию между Roborace и гонками Формулы 1, за исключением двух моментов.

• Во-первых, вместо полномасштабных гоночных болидов участвуют уменьшенные модели авто и оригинальные конструкции с габаритными и весовыми ограничениями (максимальные ШхД=25х50 см и вес до 3 кг).
• Во-вторых, вместо пилотов автомобилем управляет бортовой компьютер, который анализирует показания различных датчиков и ориентирует автомобиль на трассе, выбирает скорость движения, предотвращает столкновения с препятствиями и соперниками. Собственно “поведение” авто на трассе определяется управляющей программой бортового компьютера.

Roborace проводится в виде чемпионата, состоящего из этапов, которые организуются в различных городах Беларуси и за рубежом. Участие в чемпионате принимают как конструкции начального уровня (например, на базе конструктора типа LEGO), так и сложные робототехнические устройства. Регламенты соревнований формируются таким образом, чтобы охватить как можно более широкий спектр характеристик и возможностей робототехнических конструкций.

Рисунок 1 – Трасса для гонок роботов:

Рассмотрим трассу, изображенную на рисунке 1, по которой предстоит перемещаться роботу. Обязательными элементами являются черные линии и стенки. Исходя из этого можно строить стратегию движения робота по трассе: например, оборудовать робота датчиками черной линии и использовать линии трассы для навигации, или установить дальномеры для обнаружения препятствий и двигаться вдоль стенок.

В рамках данной статьи представлен один из роботов, разработанный мной для Roborace по второй стратегии (движение на основе показаний дальномеров).

Этапы создания робота

Создание робота для Roborace начинается с выбора шасси. Сейчас магазины предлагают большой выбор гусеничных и колесных платформ. Я рекомендую остановиться на классической схеме, когда задние колеса приводятся в движение электродвигателем, а передние управляются сервоприводом. На рисунке 2 изображен робот для Roborace, построенный по подобной схеме.

Рисунок 2 – робот:

Мне повезло за небольшие деньги приобрести модель в местном клубе радио-моделистов (читатели могут попытаться сделать то же самое в своем регионе: обычно у них много устаревших моделей). Так как в приобретенной модели не было тягового электродвигателя, на нее был установлен купленный 12-вольтный мотор. Можно было также использовать обычную игрушку: они обычно довольно живучи и требуется только модифицировать рулевое управление.

Так как в моем случае сервопривод уже был установлен, с ним проблем не возникло.

Следующий этап – выбор платы управления. Тут есть множество вариантов. Я выбрал Arduino как самый простой вариант. То же можно порекомендовать и читателю, особенно при недостатке опыта. Исходя из моего достаточно большого опыта, для таких роботов достаточно обычных 8-битных микроконтроллеров. Поэтому если не планируется использовать для отслеживания движений робота камеру, не стоит усложнять его более мощным процессором.

Сервопривод можно напрямую подключить к Arduino – например, через sensor shield, изображенный на рисунке 3. К нему также удобно подключать датчики.

Рисунок 3 – sensor shield v4:

Мотор подключить к Arduino напрямую не получится. Нужно использовать специальные Motor Driver. Сейчас из достаточно много в продаже, и есть инструкции по подключению. Я использовал Motor Driver, разработанный в нашей лаборатории (рис. 4).

Рисунок 4 – motor driver:

В соревнованиях роботов приходится много внимания уделять батареям. Я использую литий-полимерные аккумуляторы. Они очень хорошо себя зарекомендовали. Один из хаков, которые я применяю в своем роботе, касается преобразователя напряжения. Штатный преобразователь в Arduino не очень хорош, поэтому для экономии энергии аккумулятора неплохо использовать Step-Down регулятор. Конечно, можно использовать и обычный линейный преобразователь.

Самая главная часть робота это датчики – то, что обеспечивает его информацией об окружающем мире, о препятствиях и о других роботах. В средней ценовой категории мы можем выбирать из ультразвуковых и инфракрасных датчиков. В своем роботе я использую инфракрасные датчики GP2Y0A02YK0F. Мне не нравятся ультразвуковые датчики из-за того, что может происходить зашумление одного датчика другим. Например, у меня возникали такие ситуации: правый датчик посылал сигнал, а левый его принимал. Я все ещё работаю над правильным размещением ультразвуковых датчиков и над управлением ими. Надежду их запустить постоянно подпитывает их цена.

На представленной здесь модели робота установлено три инфракрасных датчика. Датчики можно увидеть на рисунке 2. Они установлены в глубь корпуса по двум причинам:

1. для уменьшения мертвой зоны датчика, которая у данной модели составляет 20 см;
2. корпус робота защищает датчики от механических повреждений во время столкновений с другими роботами.

Боковые датчики установлены под углом 45 градусов. Хорошо, если в конструкции робота предусмотрена регулировка угла их установки.

Общую схему робота можно посмотреть на рисунке 5.

Рисунок 5 – общая схема робота:

Программирование робота

Так как на роботе используется Arduino, то программирование выполняется с использованием Arduino IDE. Программа робота представляет собой замкнутый цикл, который состоит из следующих блоков:

1. Фильтрация показаний датчиков;
2. Вычисление угла и скорости движения робота;
3. Передача управляющих сигналов на механизмы.

В данной структуре отсутствует блок получения информации от датчиков. Так как датчики возвращают аналоговый сигнал, в Arduino IDE есть функция analogWrite(). Данная функция замечательно работает, если не важна скорость измерения. Но так как робот разрабатывался для соревнований, было принято решение вынести обработку датчиков в прерывание.

Все платы Arduino, построенные на микроконтроллере ATmega, имеют возможность проводить измерения АЦП в автоматическом режиме. Нужно один раз настроить этот режим, а потом пользоваться полученными значениями. В результате контроллер постоянно проверяет датчики, не тратя на это процессорное время. Фильтрация показаний датчиков осуществляется медианным фильтром с окном в три элемента.

Для движения по трассе был выработан следующий алгоритм. Робот сравнивает расстояния до правой и левой стенки, и в соответствии с этим поворачивает колеса в нужное направление. Если впереди робота нет препятствий, скорость увеличивается, но также уменьшается максимально возможный угол поворота колес. Это нужно для того, чтобы на прямых участках робот ехал более прямо. При обнаружении препятствия угол поворота колес увеличивается, и робот притормаживает.

Есть, конечно, и нерешенные проблемы. Например, робот не знает кривизну поворота, поэтому тормозит перед каждым поворотом.

Посмотреть код проекта можно на GitHub.

Источник: https://geektimes.ru/post/253484/

На разработку алгоритма и, чуть позже, на доведение его до требуемой формы требуется много времени, но приложенные усилия явно стоили результата. Не глядя на такое количество работы за плечами, сами гонки тоже не обошлись без переживаний и скуке на них места не было.

Ведь, как ни старайся, а спрогнозировать в полной мере то, что будет происходить «в боевых» условиях, не получится. Поэтому не раз получалось, что, после всего множества тестов и правок, мы натыкались на какой-нибудь неучтённый фактор: роботы вели себя не так, как мы ожидали, или делали глупости на некоторых участках трассы. А ведь каждый недоведённый или, напротив, слишком крутой поворот – это упущенные секунды времени.

И каждый раз всё заново. Обсуждения, правки, тесты, снова обсуждения… После начала тренировок и до самого их завершения, времени на что-то другое практически не было. Да и желания, в общем-то, тоже: в конечном итоге хочется иметь идеального гонщика.

Во многом по этой причине на матчи Interplanetary Exploration нам удавалось посмотреть довольно редко, хоть мы находились от них буквально в двух шагах и там баталии разворачивались в то время, пока в нашей дисциплине подводились промежуточные итоги.

К слову, в исследовании межпланетного пространства наши китайские коллеги по хобби оказались, насколько мы успели разобраться, довольно сильным соперником. Более подробно о них мы сможем разузнать на следующих турнирах. К этому моменту нам понадобится проделать гораздо больше работы, ведь направление развивается стремительно. Постараемся сделать всё ещё круче, дабы развить успех.»

Константин, Юлия и Александр, участники турнира.

Свои команды представили Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Полоцкий государственный университет, Республиканский центр инновационного и технического творчества, в котором занимается самый молодой участник турнира Илья Малышко, 12 лет, и др.

Как рассказал доцент кафедры ИИТ Андрей Петрович Дунец, целью турнира является развитие межличностных контактов, установление новых связей между учебными заведениями двух стран, привлечение молодежи обеих Беларуси и Китая к нучно-техническому творчеству и получению практического опыта уже на стадии учебы.

Турнир состоит из двух частей. Одна предложена белорусской стороной — турнир по гонкам роботов ROBORACE — роботы должны двигаться по трассе, определяя и избегая препятствия; здесь 5 команд из Беларуси и 3 из Китая. Вторая часть предложена Китайской стороной — турнир по управлению роботами Interplanetary Exploration — роботы должны самостоятельно определить цели и собрать шарики. Две команды начинают одновременно с разных углов поля. Побеждает команда, которая собрала больше шариков.

Если ROBORACE уже хорошо знаком брестчанам, то роботурнир по сбору шариков для гольфа — интересная новинка. Как с точки зрения конструкции роботов, так и их работы.

Создатели умных машин использовали разные подходы — роботы собирали шарики по-одному с помощью манипулятора, сбрасывали в емкость для сбора шариков вентиляторами или специальным винтовым устройством. Механическая часть, в основном, справлялась с поставленными задачами. Что касается программного продукта, то роботы не всегда были «послушными»: они проходили мимо цели, сталкивались друг с другом, застревали, прижавшись к бортам площадки. Программисты внимательно наблюдали за своими созданиями и вносили необходимые коррективы.

«Китайско-белорусский молодежный турнир по робототехнике» открылся 25 мая в Минском государственном дворце детей и молодежи. Это — первые соревнование по робототехнике между китайскими и белорусскими студентами высших учебных заведений и важное событие в рамках двустороннего сотрудничества в области научно-технических инноваций.

Турнир организован совместно Посольством КНР в РБ и Государственным комитетом по науке и технологиям РБ, Министерством образования Республики Беларусь, Институтом Конфуция при Белорусском государственном университете, Брестским государственным техническим университетом. Делегации из 4 университетов, Харбинского политехнического университета, Северо-восточного университета, Шэньянского авиакосмического университета, Шэньянского технологического университета, приехали из Китая для участия в соревновании, вместе с Белорусским национальным техническим университетом и Брестским государственным техническим университетом организуют турнир по гонкам роботов ROBORACE и управлению роботами Interplanetary Exploration.

Победители турнира получат сертификат, совместно подписанный Посольством КНР в РБ, Государственным комитетом по науке и технологиям РБ и Министерством образования РБ.

Источник: http://virtualbrest.by/news40146.php

Команды — Команда 3

Команды — Команда 2

ccccccc

Образец — Команда 1

текст текст текст пень колода жопа

ааааа

Arduino Day is a worldwide celebration of Arduino’s first 10 years. It’s 24 hours full of events – both official and independent, anywhere around the world – where people interested in Arduino can meet, share their experiences, and learn more.

We plan to organize several activities for students and enthusiasts in our robotics lab in this day. See details here.

Что это?

Двухдневная открытая лаборатория (формат хакатона) для людей с навыками работы руками и головой.

Цель

Попробуем найти реальные решения для городских, социальных, образовательных и культурных проблем. Если есть идея, которая сделает жизнь проще или интереснее, почему бы её не воплотить? Тем более, если в одном месте соберутся талантливые люди, и будут присутствовать необходимые компоненты для творчества: кофе, 3д-принтер, мате, верстаки, интернет, печеньки, живая музыка в перерывах и открытый внутренний дворик для чилаута.

Для кого?

Программисты с художниками и музыкантами, архитекторы с хакерспейс и журналистами, экологи с фанатами sci-fi, графические дизайнеры с робототехниками, студенты и преподаватели с создателями 3D-принтеров, дизайнеры реального мира (разработчики интерфейсов в широком смысле — звуковых, тактильных, графических, вкусовых) с музыкантами и т.д.

Подробную информацию можно узнать на ресурсах:

http://hackforfuture.meetup.by/

Группа в фейсбуке

Страничка проекта, который мы будем реализовывать в рамках HackForFuture3.

На семинаре докладчики рассказывали о разработанных роботах, методологиях и подходах в робототехнике. От нашей лаборатории с докладом выступал Дунец Андрей Петрович с докладом «Концепция мобильного робота для мониторинга водоемов». В докладе было изложено текущее положение дел в проектировании робота для вышеупомянутой задачи. По ссылке находится полная программа докладов: Кликни!