בניית רובוט לנחיית עיוורים שוורצמן אייל דיזנגוף טל פרויקט שנתי בהנחיית קובי כוחיי הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל
Download ReportTranscript בניית רובוט לנחיית עיוורים שוורצמן אייל דיזנגוף טל פרויקט שנתי בהנחיית קובי כוחיי הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל
בניית רובוט לנחיית עיוורים שוורצמן אייל דיזנגוף טל פרויקט שנתי בהנחיית קובי כוחיי הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל הצגת הבעיה הרובוט שבנינו בא לסייע לעיוורים להתמודד עם מכשולים הנקרים בדרכם. למרות שלעיוור ישנו מושג היכן הוא נמצא והיכן היעד אליו ברצונו להגיע ,מכשולים או עיקולים בדרך מקשים על הליכתו. פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 2 עבודות קודמות בנושא מקל נחייה ETA – Electronic Travel Aids – – – – – מקל לייזר מזהה המכשולים של נוטינגהם חיישן מואט משקפיים סונריים חגורת ניווט מקל נחייה רובוטי פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 3 מבנה כללי ואופן פעולה צעד :3 המשתמש מופנה אל הכיוון החדש צעד :1 זיהוי מכשול צעד :2 סיבוב המוט בהתאם לתמונת החיישנים תמונה :2הימנעות ממכשול פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים תמונה :1מבט צד 4 זרימת מידע המשתמש מעבד את הנתונים המכשיר מקבל מידע מהחיישנים המשתמש משנה את מצבו זרימת מידע במכשירים הקודמים פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים הרובוט מעבד את הנתונים הרובוט מקבל מידע מהחיישנים המשתמש משנה את מצבו בהתאם לנחיית הרובוט זרימת מידע ברובוט 5 הרעיון מאחורי פיתוח הרובוט • הרובוט שבנינו ,בדומה למקל הנחייה הרובוטי ,ובניגוד למכשירים עד כה" ,רואה" את המרחב מסביב לרובוט ,ומחשב את כיוון ההליכה הזמני המתאים. • לא מועבר מידע כלשהו למשתמש מלבד סיבוב הרובוט .דבר המאפשר מהירות הליכה גבוהה יותר. • בפרויקט השתמשנו בגלאי אינפרה אדום ,שהם זולים יותר ופשוטים יותר למימוש מאשר הגלאים הסונרים אשר שימשו את מקל הנחייה הרובוטי. פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 6 תכונות המערכת • גילוי מכשולים בטווחים של 10עד 80ס"מ • סיבוב עצמאי של הרובוט • יכולת פעולה בלילה • אפשרות לעדכן כיוון הליכה רצוי • כיול מחדש של כיוון ההליכה פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 7 דיאגראמת בלוקים External Input גלאי אינפרה אדום מנוע צעד מצפן בקר מתכנת לוח מקשים מידע בקרה פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 8 תיאור חלקי החומרה -בקר מתכנת פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 9 גלאי אינפרה אדום Reading פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 10 גלאי אינפרה אדום (המשך) ko kg reading d kg reading k o d פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 11 מצפן פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 12 מנוע צעד A,B – Connection to control inputs 1,2,3,4 – 4 Phases of the Stepper Motor 13 רובוט לנחיית עיוורים- פרוייקט שנתי מנוע צעד (המשך) פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 14 מנוע צעד (המשך) פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 15 אלגוריתם העקיפה ref = compass reading Left/Right Blocked ? 16 Yes Rotate Right/Left רובוט לנחיית עיוורים- פרוייקט שנתי )אלגוריתם העקיפה (המשך ref = compass reading No Key Pressed ? yes Left/Right Blocked ? Yes Rotate Right/Left Update ref compass = compass reading no yes 17 abs(ref-compass) <5? ref: 30 compass reading: -30 רובוט לנחיית עיוורים- פרוייקט שנתי )אלגוריתם העקיפה (המשך ref = compass reading No Left/Right Blocked ? yes Key Pressed ? Yes Rotate Right/Left Update ref compass = compass reading no yes abs(ref-compass) <5? no yes Side blocked ? no yes 18 rotate 1 degree to the required direction ref: 30 compass reading: -30 רובוט לנחיית עיוורים- פרוייקט שנתי )אלגוריתם העקיפה (המשך ref = compass reading No Left/Right Blocked ? yes Key Pressed ? Yes Rotate Right/Left Update ref compass = compass reading no yes abs(ref-compass) <5? no yes Side blocked ? no yes 19 rotate 1 degree to the required direction ref: 30 compass reading: 25 רובוט לנחיית עיוורים- פרוייקט שנתי בעיות וקשיים במהלך הפרויקט נתקלנו בכמה בעיות ,אשר על חלקן התגברנו באופן מלא ועל חלקן באופן חלקי : בעיה :העמסת יתר של ממיר הזרם ,דבר אשר גרם לירידת מתח ופעולה לא תקינה של כל הרכיבים ביחד פיתרון :הוספת ממירי זרם אשר שימשו כמקורות מתח נוספים. בעיה :מנוע הצעד אינו מסוגל לסובב את הרובוט פתרון :החלפה לתמסורת חזקה יותר בכדי להוסיף כוח על חשבון מהירות, החלפת גוף הרובוט לאלומיניום כדי להקטין את משקלו ושינוי מיקום הגלגלים להקטנת מומנט הסיבוב. בעיה :צריכת זרם גבוהה של הרובוט פתרון :צרכן הזרם המרכזי במעגל הוא המנוע ,לכן בזמן של חוסר פעולה נמנע ממנו כל הספק. פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 20 בעיות וקשיים במהלך הפרויקט נתקלנו בכמה בעיות ,אשר על חלקן התגברנו באופן מלא ועל חלקן באופן חלקי : בעיה :זמן רב ביבוא חלקים דרושים לרובוט פתרון :שימוש ככל שניתן ברכיבים הקיימים במעבדה ,אם יש צורך להזמין דרך ספק חיצוני יש לברר שאין צורך במוצרים משלימים ולבקש פירוט של הרכיבים. בעיה :העמסת יתר של יציאות הבקר פתרון :הקטנת צריכת הזרם של הרכיבים ע"י מציאת נקודות עבודה חסכוניות יותר ,ו \ או שימוש בדרייברים( .שקילת הוספת בקר נוסף). בעיה :התנהגות לא יציבה של חלק מהרכיבים ,בעיקר המצפן פיתרון חלקי :שינוי התוכנה כך שתבקר את התוצאות המוחזרות מרכיבים אלו (דבר אשר גורם להאטת ביצוע הקוד ולתגובה איטית יותר של הרובוט). פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 21 שיפורים עתידיים בניית דגם יציב יותר (זרמים ,השפעות מגנטיות) שימוש במנוע חזק יותר על מנת לקבל מהירות תגובה גבוהה יותר ויכולת סיבוב טובה יותר הוספת מסך LCDאשר יציג פרמטרים שונים במערכת (לצורכי פיתוח ותיקון) הוספת התרעות קוליות הוספת גילוי מכשולים עיליים פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 22 לסיכום ניתן ,באופן עקרוני ,להשתמש בגלאי אינפרה אדום על מנת לסייע לנחיית עיוורים באמצעות רובוט יתרונות – – – פשטות מימוש יחסית לגלאים סונרים עיבוד מהיר של המידע ,והעברתו למשתמש זול חסרונות – – כיסוי חלקי של אזור המטרה רגישות פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 23 תודה פרוייקט שנתי -רובוט לנחיית עיוורים 24