roboforum.ru

Поступило предложение от одних дядек сделать им робота-промоутера, который бы катался по выставкам технической направленности и чего-нибудь рекламировал или что-то раздавал (собирал и т.д.).
До этого такими вещами не занимался, поэтому предложил им проект реализовать в 3 этапа:
1-ый этап - сделать простую механику (шасси) и управление ей с компьютера через Wi-Fi.
2-ой этап - сделать корпус и уже детально продумать все оставшиеся компоненты данного устройства
3-ий этап - разработка искусственного интеллекта для всего этого, чтобы можно было находить посетителей выставки, подъезжать к ним и "обрабатывать" по заданному алгоритму

пока согласились на 1-ый этап. Хочу поделится тем, что получилось, возможно у кого-то возникнут какие-нибудь идеи (мысли), чтобы предостеречь меня от каких-нибудь граблей в дальнейшем или возникнут какие-нибудь креативные идеи, которые меня натолкнут на что-то полезное. Если кому-то, что-то понравится в разработке - готов поделится (чертежами, более подробными пояснениями).

Итак - 1 этап.
если робот-промоутер, то конструкция должна быть достаточно большая - на ум сразу пришел робот из "звездных воинов" R2D2. за основу брать не стали так как заказчики сразу же подумали об авторских отчислениях на использование такого робота и т.д.
но размеры его показались достаточно разумными для проекта.
В качестве двигателей решили использовать двигатели с редукторами от шуруповертов, тем более, что можно купить шуруповерты, питающиеся от 12 вольт.
В качестве главного управляющего элемента было решено использовать компьютер, чтобы потом на нем крутилось ПО для управления всем этим роботом. Всякие ноутбуки и неттопы рассматривать не хотелось, поэтому ориентировались на компьютеры для скрытой установки в автомобили (есть такие готовые, по характеристикам не особо хуже обычных стационарных компьютеров). Из основных плюсов - малые размеры и питание от 12В (и шуруповерты тоже от 12В).
В качестве источника питания - автомобильный аккумулятор. Его выбрали, потому что соотношение цены к емкости получается самое дешевое, размеры робота тоже позволяют разместить, двигатели от шуруповертов тоже должны тащить всю эту конструкцию (народ из них делает машинки для детей, чтобы дети на них катались).
В качестве видеокамеры решили взять обычную веб-камеру.
Для управления двигателями пока взяли плату KernelChip (не реклама, просто посчитали, что на первое время пойдет для простоты).
Короче согласовали это с потенциальным заказчиком (у нас просто еще область образовательная, поэтому проект не коммерческий и заказчик это понимает, что он финансирует этим проектом по большому счету развитие технического творчества в образовании)
Итого нам выделили: 1. 2 шуруповерта 12 В(производитель ДИОЛД)
2. плату KernelChip USB-24R
3. Веб-камеру SVEN (модель не помню, какая-то простая и дешевая)
4. Роутер Wi-Fi D-Link 615
5. дали еще системный блок во временное использование (с отдачей назад после успешной реализации первого этапа)

Сначала было дикое желание взять прямо в патроны от шуруповертов зажать оси с колесами и вперед... НО... умные люди сказали, что шуруповерты не предзназначены для таких нагрузок, поэтому решено было их распотрошить, чтобы изъять оттуда редукторы вместе с двигателями и переделать конструкцию так, чтобы нагрузок не было на редуктов, чтобы только вращательный момент они передавали на колесо. Плюс еще ко всему этому преследовался мотив такой, чтобы сделать цельную конструкцию "мотор-колесо", чтобы потом ее можно было использовать на какой угодно платформе, просто ее переставив "по месту".
Тележка на которую пока решили все это закрепить взяли готовую от старого советского осциллографа.
Да, забыл написать, что платформу решили сделать на 3-х колесах, 2 двигателя и заднее колесо свободно вращаемое.
В итоге получилась вот такая конструкция:


Ну и крупно мотор-колесо:


Все это было опробовано на прочность - выяснилось, что человека весом в 70 кг везет Так что берите на вооружение сама тележка вместе с колесами на тот момент весила около 10 кг, если не больше.

После этого начались эксперименты с платой KernelChip USB-24R, достаточно быстро написал простенькую программу управления двигателями на Delphi, настроил роутер, чтобы можно было через него по Wi-Fi увидеть компьютер. Чтобы компьютер питался автономно пока применил ИБП (какая мне разница, чтобы просто продемонстрировать работоспособность). Все это было собрано и получилось вот это:


В итоге едет куда надо, управляется по Wi-Fi, есть потенциалы по дальнейшему развитию ПО, чтобы приделать ИИ или еще что-то подобное.
Параллельно начал рисовать шасси, чтобы уже размещать итоговые компоненты (автомобильный АКБ, мини системный блок). Получилось вот так:


Остается к этому придумать корпус, аккуратно сделать, продумать, что выводить в корпус (датчики, веб-камеры, какие-нибудь информационные дисплеи и т.д.) и можно уже использовать как Wi-Fi управляемый механизм пока без всякого искусственного интеллекта. Веб-камера есть, так что можно будет смотреть куда едем.

Пока на данный момент сделано только это.
Если проект будет развиваться дальше, то здесь отпишусь вместе с фотографиями.

ildmitry, знакомая тема. радует качественный подход к реализации. надеюсь вы продолжите работу дальше.
Напишу несколько очевидных вещей по вопросу модернизации.
KernelChip медленные штуки. не плохо бы со временем перейти на что-то быстрое надежное.
Учитывая массу\габариты и работу в толпе людей, в первую очередь думать надо о безопасности.
ПК имеет свойство внезапно работать не так как хочется (в связи наличием кучей других процессов бодрящихся за ресурсы). Движением в идеале должен управлять отдельный контроллер, первой важнейшей функцией которого будет отключение двигателей. Вовремя не пришел управляющий сигнал? отключаем. Пришел сигнал о приближающейся тушке человека? отключаем. Пришел сигнал о внезапном отсутствии пола впереди? отключаем. и т.п. Соответственно жизненно необходимо установить датчики по типу дальномеров по периметру и использовать другие способы снижения опасности взаимодействия с людьми. Что б он манипуляторами ни кого в пузо не ткнул, а если ткнул с минимальными последствиями.

Для определения человеков, думаю достаточно будет вебкамеры и алгоритма определения лица. Так как "общаться" надо только с тем кто на тебя любуется. Хотя сейчас модно использовать специальный контроллер microsoft kinect (есть доработанный под windows). Он создан для взаимодействия с людьми. То есть разработчики решали задачи определения людей, положения тел, качественная запись звука с последующим распознаванием и пр. Наработок уже тьма. Надо осваивать.

Задача объемная, но вполне посильная.
как пример для нас всех хочу привести работу одного товарища из intel это домашний робот собранный малыми силами.

отличная работа! только можно сделать крупнее фотографию крепления мотор-редуктора? и колёсного узла
и что за колёса?

_________________
RoboCraft.ru

Ну как говорится аппетит приходит во время еды . В конечном итоге конечно же не будет оно работать с помощью KernelChip, хотя бы потому что те устройства - для других целей предназначены. Его тогда выбрал только из-за того, то позволяет коммутировать нагрузку с большим током.
Сейчас хочется использовать контроллер Arduino или что-то на базе AVR, чтобы можно было и управлять двигателями через ШИМ и делать плавный старт/стоп, да и еще кучу всего на нее повесить. Только вот чтобы управлять такими двигателями надо подумать какой драйвер для них подойдет, а то судя по всему в критических для них режимах току они едят немерянно.


о безопасности думаем.... потому что в любом случае по выставке он безнадзорно гулять не будет, обязательно только под присмотром специально обученного человека

Добавлено спустя 11 минут 33 секунды:


Колеса купили на рынке, такие используются для грузовых тележек. Вроде как по заявлениям - каждое выдерживает по 300 кг. Естественно нам таких нагрузок не надо, но там просто выбора не было. Подшипники, которые в них стоят нам тоже не нужны, они не используются. Сразу скажу, что колеса - тяжелые, по 1 кг точно весят, у них резина цельная, которая вокруг обода, вот вес и набирается. Была мысль и колеса сделать свои, такие как надо - но меня тормознули, сказали, что давай лучше купим
На счет крепления мотор-редуктора. Вот крупная фотография:


Если кому сильно надо, то есть чертежи всего этого "безобразия". Для более наглядности прикладываю еще общую схему этой конструкции. Чтобы было чуть более понятно.

спасибо большое!
а энкодеры планируете приделывать?

_________________
RoboCraft.ru

Убиться веником... Десктоп на борту! Но начало хорошее, даже я бы сказал отличное!

Отлично получилось!

Дописал программу, которая является одновременно и клиентом и сервером для платформы (роль меняется в настройках). Из возможностей программы: транслирует видео с сервера на клиент с веб-камеры (ее можно выбрать в настройках), ну и плюс передает управление на плату управления двигателями. В программе есть конечно всякие глюки , но для моих целей пока пойдет, чтобы продемонстрировать заказчику. Выкладываю ее здесь, может кому-нибудь пригодиться - в особенности наверное та часть программы "как видео передавать по сети", а то я перерыл в инете очень много информации, пока более или менее разобрался чего и как. Конечно же мой способ не оптимальный, но на первое время пойдет. Программа написана на Delphi, внутри есть исходники и откомпилированный EXE-файл для запуска.

2 ildmitry.
У меня предложение, вместо PS использовать недорогой смартфон(планшет) на андроиде, плюсы:
Наличие на борту камеры(иногда даже 2х), акселерометра, wifi, можно и 3G для выездов в город, в случае планшета ещё и интерфейс взаимодействия с пользователем - большой экран на который можно выводить опросник, где пользователю предлагается ткнуть пальцем вариант ответа.

Андроид имеет грамотное API для работы со всеми возможными сенсорами телефона + драйвера - не нужно писать велосипедов размером с камаз.
Питание мозга будет автономным и долгим(дольше чем PS от автомобильного АКБ).
И разумеется вес заметно ниже.

Общаться с МК (упоминали ардуину) можно по тому же wifi.

В данной архитектуре cмартфон(планшет) выполняет роль головного мозга, а МК спинного мозги и такие вопросы как остановка, чтоб не врезаться в человека решается МК( по аналогии с пищеварением - это жизненно важная функция и её нельзя доверять какому-то головному мозгу), а уже такие не важные функции как заболтать посетителя выставки отводится ПО на смартфоне.

_________________
пей саке пока горячо

Зачем общаться Androidу с Arduinoй через Wi-Fi - есть специальный Arduino ADK и специальные библиотеки для андройда...

Синезуб проще и дешевле.

_________________
Проект [[Open Robotics]] - Универсальные модули для построения роботов

Если говорить честно, то я не задумывался над платформой на базе устройств с Андроидом на борту, хотя бы из-за того, что у меня нет ни одного устройства такого под рукой, да и опыта их использования просто нет (ну в такой деревне я живу, что же теперь делать! ).
Наверное еще одним минусом, который будет сказан в сторону Андроида - быстродействие и наличие библиотеки для распознавания образов. Я вообще-то хотел в итоге использовать возможности библиотеки OpenCV. Я не знаю есть ли она под Андроид (я просто не рассматривал такую возможность никогда). Теперь на счет того, что экран устройства можно будет сразу использовать - ну все равно придется устройство "потрошить", чтобы его встраивать в корпус своего робота - распотрошить монитор проще, чем какой-нибудь планшетник. Ну и еще производительность планшетника будет много ниже компа.
Кстати, вот. Приходили заказчики - смотрели как оно все ездит, говорят что все хорошо, их все устраивает, отдал им размеры платформы - обещали своих дизайнеров озадачить на счет формы корпуса.
Сказали, что готовы и дальше спонсировать проект. В связи с этим просили предоставить перечень оборудования, которое надо еще приобретать. Я думаю, я не буду очень "наглым" если попрошу присутствующих на форуме здесь людей подсказать мне, что же нужно. Мое видение пока таково, я просто не детализирую, пишу просто без конкретных моделей, а блочно:
1. Автомобильный компьютер
2. Плата Arduino MEGA
3. Драйвер двигателей (на замену KernelChip)
4. автомобильный аккумулятор
5. автомобильный монитор с сенсорным экраном 10"
6. усилитель звука
7. автомобильные динамики 13 см
8. ультразвуковой датчик (может даже не один)

Предлагаю обсудить список того, что я тут написал с предложениями, что выкинуть и что добавить.
Буду рад любым предложениям.

автомобильных компов дешевых я не встречал.
можно собрать самому. основные требования - устойчивость к тряскам и не стабильному питанию.
решения по питанию M3-ATX от 6-24В (в авто гуляния напряжения бывают приличные) (в россии дешевле всего тут )за бугром 60$
хотя начинку лучше мобильную, можно нетбук (какрас 10") или ноут (есть дешевые БУ). есть которые живут 8ч и выше. при желании можно подключить все цепи питания на M3-ATX и питать от автом. аккума
системы охлаждения дополнительно крепить и защищать компоненты от тяжелых радиаторов.
HDD однозначно менять на SDD

по акустике...какая громкость\мощность (и др. треб.) нужны?
вообще есть такие штуки как "портативная акустика". в случае компов это еще и дешего. например SVEN PS-35
отличительная черта это использование усилителей класса D. у них самый высокий КПД. даже с питанием от USB колоночки могут выдать громкий и удивительно (для своего игрушечного вида) широкий (по частотам) звук.

Добавлено спустя 4 минуты 37 секунд:
сенсорные пленки для создания экрана где то продают. но там размеры под 15-19"

Дешево не будет

Что ж вы все с дуинами-то? Есть море других контроллеров. И мощнее, и дешевле. ARM всякие, напр. мой любимый stm32f4.

Плохо. Очень тяжелый. Лучше все-таки на хоббикинге лития накупить.


А зачем, если не секрет?

Добавлено спустя 17 минут 41 секунду:

http://code.opencv.org/projects/opencv/ ... CV4Android
Частоты до 1.4 ГГц - низкое быстродействие? Мне сложно оценивать потребности OpenCV в вычислительной мощности, но б/у нетбуки недалеко ушли в скорости от современных андроидов.

Автомобильный аккум - наверное тяжеловат, хотя смотря что за задача, если нужно чтобы робот не отлетал от пинка и был трудно перетаскиваемый злоумышленниками - вполне решение. Да и имеющийся вес рамы + ПК - скорее всего соизмеримо будет.

Плата ардуино мега - смотря чем рулить, для простых задач хватит и нано скорее всего если нано не хватает - в таком проекте надо проверять, а хватит ли мега и будет ли она удобна.

_________________
Проект [[Open Robotics]] - Универсальные модули для построения роботов