roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

Тепличный робот

Раздел создан специально для людей которым интересна робототехника, но в силу разных причин они не знают с чего начать.
Задавайте ваши вопросы, какими бы простыми они не казались, постоянные посетители форума постараются ответить на них по мере своих сил.
Робот своими руками. Самодельный робот.

Тепличный робот

Сообщение pioner666 » 27 мар 2013, 22:20

Здравствуйте, товарищи камрады!
Хочу поделится еще не полностью законченным проектом и посоветоваться по некоторым моментам которые мне неясны. Прошу сильно меня не пинать - тут я впервые.
Итак учась на магистратуре универа перед мной научным руководителем была поставлена цель создания достаточно автономного робота для проведения замеров в промышленных теплицах определенных параметров климата и самих растений. Так как теплицы это не совсем обычное помещение и оно накладывает некоторые особенности на ходовую часть. В частности основную часть перемещений приходилось бы выполнять по таким трубам

Изображение

а так же переезжать с ряда на ряд по вполне ровному бетону. В итоге было принято использовать двойные колеса - наружные большего диаметра с резиновыми покрышками - от обычных тележек, а внутренние более широкие полностью металлические и очень тяжелые ролики меньшего диаметра. Кроме того что робот должен был двигаться по теплице у него должен был быть предусмотрен некий манипулятор чтобы снимать показания непосредственно у растений, в частности диаметр растения и влажность почвы...
В общем после предварительных мучительных размышлений были нарисованы первые эскизы будущей конструкции

Изображение

Изображение

По этому предварительному эскизу стали закупаться материалы. В последствии пришлось отказаться от рулевого управления, ввиду механической сложности реализации. В итоге использовалась схема с двумя двигателями на передней оси на каждое колесо. Двигатели использовались от стеклоподъемников, но почему то на тот момент мы не смогли найти два разных мотора и пришлось заказывать два мотора на левую дверь и извращаться немного с их креплением в корпусе. На валы редукторов непосредственно крепятся колеса. Вместо второй пары широких колес использовались свободновращающиеся колесики от тележки. Так же добавилась выдвижная конструкция для замера температуры на высоте. В общем второй эскиз выглядит где то так и нарисован с наполовину собранной конструкции.

Изображение

А это уже фото самой наполовину собранной конструкции

Изображение

Изображение

Пока еще не решен вопрос с манипулятором и остро стоит вопрос с электронной обвязкой - если честно я не знаю как правильнее управлять этими движками от подъемниов - нет точной на них спецификации и не знаю какие детали подбирать по параметрам на Н-мосты. По замерам при нагрузке кушают 2 ампера. Еще проблема большое разнообразие датчиков которые необходимо опрашивать - от ультразвуковых дальномеров для ориентации самого робота до пирометра для замеров температуры растений. Не знаю потянет ли подобное разнообразие ардуинка вместе с управлением ШИМ двигателей. Данные должны передаваться на нетбук который лежит в самом роботе и там сохранется, а потом по требованию внешнего клиента выдаваться в базу данных. Вот и для нетбука надо что то подумать - пробовал писать на LabView систему сбора данных и обработки изображения с веб-камеры. В последнее время присматриваюсь к ROS, но пока малознаком.
Хотелось бы послушать ваши рекомендации. Если проект интересен могу продолжить рассказ.
pioner666
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 21:04

Re: Тепличный робот

Сообщение Nesenin » 28 мар 2013, 00:39

Интересно. Пиши еще. Я сам пользуюсь LabView(с модулем Vision) + Arduino для роботов. пока сил съехать на другие вещи не нашел.
ардуинок можно нацепить много. не справится 1 цепляешь 10) ардуинки есть нынче "жирные" по портам.

для управления мощных моторчиков делал так post263281.html#p263281 можно конечно мост собрать, тогда больше ШИМ выходов приходится отдавать.
для ориентации в пространстве использую камеру меряющее растояние в пределах 0.8-8м post255933.html#p255933
Аватара пользователя
Nesenin
 
Сообщения: 1324
Зарегистрирован: 26 янв 2012, 03:59
Откуда: Казань
прог. языки: LabVIEW
ФИО: Никита Есенин

Re: Тепличный робот

Сообщение RootAdmin » 28 мар 2013, 11:54

А заезд на "рельсы" как организован? Они полого опускаются в пол?
А перемещение по полу - можно ли на нем, на полу нарисовать линии, заложить в пол индукционный кабель?
Дым, идущий из всех устройств в помещении предвещает появление электрика.
RootAdmin
 
Сообщения: 1674
Зарегистрирован: 07 авг 2010, 21:29
Откуда: КМВ
прог. языки: C
ФИО: Андрей

Re: Тепличный робот

Сообщение pioner666 » 28 мар 2013, 14:13

А заезд на "рельсы" как организован? Они полого опускаются в пол?

Полого они не опускаются, а как бы накладываются на бетонный пол (может найду фото - покажу) - в итоге робот едет по бетонному полу над трубами, а когда бетон заканчивается опускается на трубы.

А перемещение по полу - можно ли на нем, на полу нарисовать линии, заложить в пол индукционный кабель?

Проложить индукционный кабель в существующих помещениях точно нет - никто не даст курочить помещение :) а вот нарисовать яркую линию в принципе возможно вероятно.

для управления мощных моторчиков делал так post263281.html#p263281 можно конечно мост собрать, тогда больше ШИМ выходов приходится отдавать.

платка конечно хорошая на вид, но я так и не увидел сколько она ток через себя может пропустить, боюсь как бы не сгорела если нагрузка на моторы возрастет
pioner666
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 21:04

Re: Тепличный робот

Сообщение Myp » 28 мар 2013, 15:42

pioner666 писал(а): но я так и не увидел сколько она ток через себя может пропустить, боюсь как бы не сгорела если нагрузка на моторы возрастет

чтобы не сгорела плата, ток, который через неё проходит, надо контролировать и не давать больше безопасного ;)
<telepathmode>На вопросы отвечает Бригадир Телепатов!</telepathmode>
Всё уже придумано до нас!
Аватара пользователя
Myp
скрытый хозяин вселенной :)
 
Сообщения: 15906
Зарегистрирован: 18 сен 2006, 12:26
Откуда: Тверь по прозвищу Дверь
прог. языки: псевдокод =) сила в алгоритме!
ФИО: глубокоуважаемый Фёдор Анатольевич

Re: Тепличный робот

Сообщение pioner666 » 28 мар 2013, 16:08

Myp писал(а):
pioner666 писал(а): но я так и не увидел сколько она ток через себя может пропустить, боюсь как бы не сгорела если нагрузка на моторы возрастет

чтобы не сгорела плата, ток, который через неё проходит, надо контролировать и не давать больше безопасного ;)

ну вот мне и интересно - какое же значение тока там безопасно. Потому как на двигатели спецификацию найти не удалось :(
pioner666
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 21:04

Re: Тепличный робот

Сообщение RootAdmin » 28 мар 2013, 17:44

В комплекте с двигателями обычно идут предохранители глянуть на них надо.
ЗЫ. Думаю что моторредукторы стеклоподьемников все ж не рассчитаны на длительную непрерывную работу. Термисторы будут нелишними.
Дым, идущий из всех устройств в помещении предвещает появление электрика.
RootAdmin
 
Сообщения: 1674
Зарегистрирован: 07 авг 2010, 21:29
Откуда: КМВ
прог. языки: C
ФИО: Андрей

Re: Тепличный робот

Сообщение yak-40 » 28 мар 2013, 19:17

pioner666 писал(а):Потому как на двигатели спецификацию найти не удалось

При 12В ток холостого хода около 1А. В клине до 3,5А.
RootAdmin писал(а): Думаю что моторредукторы стеклоподьемников все ж не рассчитаны на длительную непрерывную работу.

Прекрасно работают длительное время, если конечно сильно не перегружать. Вот например:http://roboforum.ru/forum8/topic9215.html
...или вот: http://roboforum.ru/forum10/topic6195.html?hilit
- Этот человек - не человек! это робот!
- Как? уже делают?!
- Делают!!!
Аватара пользователя
yak-40
 
Сообщения: 3019
Зарегистрирован: 23 окт 2007, 22:03
Откуда: Москва
прог. языки: С
ФИО: Евгений Яковец

Re: Тепличный робот

Сообщение Plastilinstyle » 29 мар 2013, 08:47

У меня моторы сильно грелись, я отверстий в них насверлил, помогло :D
Если уж целый день гонять, то они, наверное, не пойдут. Хотя надо с ШИМом, как минимум, поэкспериментировать

Добавлено спустя 1 минуту 20 секунд:
forum10/topic11841.html
Аватара пользователя
Plastilinstyle
 
Сообщения: 263
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 18:40
Откуда: Екатеринбург

Re: Тепличный робот

Сообщение pioner666 » 29 мар 2013, 13:01

Вот как раз мне и интересует как эти моторы будут работать с шим (например с этой платкой). До этого использовали реле для того чтобы грубо посмотреть движение
pioner666
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 21:04

Re: Тепличный робот

Сообщение pioner666 » 25 дек 2014, 09:31

Мда прошло почти полтора года и многое количество копий сломалось у меня за это время)
От идеи использовать labview как основную среду управления самим роботом отказался, оставив лишь для распознавания образов сугубо растений, да и то в виде готовых модулей. За основу взял ros, пока что осваиваю базовые функции системы, работаю над навигацией на основе kinect'а.
Задача на данный момент стоит таковая - передвигаться в пределах помещения по заранее составленной (с помощью kinect'a) карте по точкам определенным оператором и по возможности объезжать случайные неподвижные преграды.
Вот правда не знаю стоит ли связываться с энкодерами? В силу конструкции могу использовать лишь оптические, причем разметку придется наносить прямо на малое колесо. Понятно что считаем импульсы, умножаем на угол и получаем поворот колеса. Но как свести с форматом данных одометрии ros мне пока что не понятно. Но я так понимаю энкодеры необходимы для обратной связи с моторами для согласования скоростей вращения. Так что тут не понятно для меня.
Буду рад всем советам ибо уже понял что со стороны виднее не очевидные мне ошибки. Заранее спасибо)
pioner666
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 21:04

Re: Тепличный робот

Сообщение pdk » 25 дек 2014, 11:11

>>Но я так понимаю энкодеры необходимы для обратной связи с моторами для согласования скоростей вращения.
Немного иначе - энкодеры позволяют решить навигационную задачу, но на ограниченой длитнне траектории ( пока не накопится ошибка которая составляет единицы процентов от пройденого пути).

>>В силу конструкции могу использовать лишь оптические, причем разметку придется наносить прямо на малое колесо.
ставить энекодера на малые свободноориентируемые колеса нет никакого смысла.
Подумайте над магнитным квадратурным энкодером на большие колеса - несколько магнитов на ступице и два датчика холла.
pdk
 
Сообщения: 77
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 16:48
Откуда: Королев
Skype: pdkdrp
ФИО: Антон

Re: Тепличный робот

Сообщение pioner666 » 25 дек 2014, 11:24

pdk писал(а):>>В силу конструкции могу использовать лишь оптические, причем разметку придется наносить прямо на малое колесо.
ставить энекодера на малые свободноориентируемые колеса нет никакого смысла.
Подумайте над магнитным квадратурным энкодером на большие колеса - несколько магнитов на ступице и два датчика холла.


Нет тут я видимо не правильно выразился - не на задние, свободно вращающиеся колеса, а на ролики (красные на фото) что установлены на одной оси с большими ведущими колесами.
pioner666
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 21:04

Re: Тепличный робот

Сообщение Vladimat » 25 дек 2014, 22:35

Очень интересный проект.
По поводу навигации - глядя на вашу первую фотку на ней видны ярко выраженные "параллельные" прямые, сходящиеся в одну точку. Думаю, OpenCV легко будет их выделять. В этом случае 2 камеры (вперёд и назад) позволят надёжно перемещаться вдоль рядов, целясь точно в точку схождения прямых спереди и сзади. Третья камера будет смотреть на растения. Ну а перемещение с ряда на ряд можно реализовать, если в концах рядов разместить QR-метки, считываемые опять-же OpenCV. Приблизившись к очередной QR-метке, робот должен повернуться на 90 грд и проследовать до соседней метки.

Таким образом, повозившись OpenCV вы сделаете довольно простую с аппаратной точки зрения систему навигации. 2 неподвижных камеры и одна подвижная (эта камера сможет наводиться на QR-метки пока не найден следующий ряд)

Адаптация теплицы под робота будет предельно быстрой и дешёвой - всего лишь расклеить метки в концах рядов. Полчаса на всё.

Другой способ - по лазерному лучу. Вдоль ряда пускается луч, робот просто идёт по нему. В конце рядов пущен перпендикулярный луч. Дойдя до него, робот поворачивает и следует до следующего продольного луча.
Vladimat
 
Сообщения: 377
Зарегистрирован: 04 ноя 2014, 01:57

Re: Тепличный робот

Сообщение pioner666 » 25 дек 2014, 23:05

Vladimat писал(а):Очень интересный проект.
По поводу навигации - глядя на вашу первую фотку на ней видны ярко выраженные "параллельные" прямые, сходящиеся в одну точку. Думаю, OpenCV легко будет их выделять. В этом случае 2 камеры (вперёд и назад) позволят надёжно перемещаться вдоль рядов, целясь точно в точку схождения прямых спереди и сзади. Третья камера будет смотреть на растения. Ну а перемещение с ряда на ряд можно реализовать, если в концах рядов разместить QR-метки, считываемые опять-же OpenCV. Приблизившись к очередной QR-метке, робот должен повернуться на 90 грд и проследовать до соседней метки.

Таким образом, повозившись OpenCV вы сделаете довольно простую с аппаратной точки зрения систему навигации. 2 неподвижных камеры и одна подвижная (эта камера сможет наводиться на QR-метки пока не найден следующий ряд)

Адаптация теплицы под робота будет предельно быстрой и дешёвой - всего лишь расклеить метки в концах рядов. Полчаса на всё.

Другой способ - по лазерному лучу. Вдоль ряда пускается луч, робот просто идёт по нему. В конце рядов пущен перпендикулярный луч. Дойдя до него, робот поворачивает и следует до следующего продольного луча.


Масштабируемость проекта это конечно хорошо, но в данном случае необходимо реализовать робота под конкретные технические условия и весьма конкретную теплицу :( Так что приходиться плясать из того что есть. Вот например примерный план теплицы что я накидал
Фрагмент5.jpg
Как видно не получиться осуществлять переезд на другой ряд дойдя до конца текущего, необходимо возвращаться назад. Но как по мне - езда по направляющим в данном случае самое простое. Тут другая засада. Центральная алея которая соединяет начала всех рядов и с которой осуществляется заезд на выбранный ряд шириной примерно 4 метра. И на этой аллее возможны внезапные препятствия в виде кучки листьев в высоту робота, или оставленная тележка. Вот тут уже необходимо как то объезжать препятствия. Поэтому я и подумал о создании карты, на которую будут накладываться текущие показания с kinect'a и по ним будет совершаться объезд. А насчет меток на ряды - в принципе я так и думал, только у меня была идея делать цветную разметку на бетонном полу аллеи, для облегчения заезда на направляющие. Как то так)
pioner666
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 21:04

След.

Вернуться в Новичкам или основы основ роботостроения.

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3

Mail.ru counter