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开源自充电清扫小车 (项目暂停)

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(429710057)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 17:41:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
要加入这个项目的朋友加入这个群!!!快来报名,只能招100人!!
谢谢阿莫的大力支持!!
先对羽明记一等功1次,Q群由他建的!!
给Mljda记一等功1次,当我们的机构工程师!
米兰之翼为protel工程师,记一等功1次
西瓜当光电开关开发工程师,记一等功1次
朱凤宇当定位开发工程师,记一等功1次。
老圣当定位开发工程师,记一等功1次。
4-17晚上QQ讨论,由于Mljda很积极,记一等功1次,M理论记二等功1次,缘来有你记二等功1次.



(原文件名:项目目标.jpg)
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(429710024)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 17:41:52 | 显示全部楼层
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(429709863)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 17:44:33 | 显示全部楼层
阿莫真快,我来抢个地板
(429709815)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 17:45:21 | 显示全部楼层
报名
(429709698)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 17:47:18 | 显示全部楼层
好,报名。
(429709580)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-17 17:49:16 | 显示全部楼层
发贴报名不算,直接加8301746这个群!!! 这次项目是通过QQ会议来讨论开展的。
因为我不知道你的QQ!!!
(429709258)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 17:54:38 | 显示全部楼层
第一时间加入啦!!!!!!
(429708822)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 18:01:54 | 显示全部楼层
.
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(429708602)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 18:05:34 | 显示全部楼层
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(429706757)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 18:36:19 | 显示全部楼层
这么多项目,我就觉得这个还有点前途,,,报名。
(429706491)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 18:40:45 | 显示全部楼层
哈哈,这下搞大了!
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(429706455)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 18:41:21 | 显示全部楼层
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(429706284)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 18:44:12 | 显示全部楼层
开源项目真多,MCU我推荐使用stm32.
(429705912)

出0入4汤圆

发表于 2008-4-17 18:50:24 | 显示全部楼层
想参加进来。
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(429703614)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 19:28:42 | 显示全部楼层
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(429703318)

出0入54汤圆

发表于 2008-4-17 19:33:38 | 显示全部楼层
报名,加群中。。。。。。。
(429700785)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-17 20:15:51 | 显示全部楼层
【8楼】armok 阿莫
msn好用吗?

我没用过
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(429700710)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 20:17:06 | 显示全部楼层
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(429700472)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-17 20:21:04 | 显示全部楼层
今晚的议题
车轮用什么机构

(原文件名:车运动的轨迹.JPG)
车运动的轨迹初定
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(429700324)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 20:23:32 | 显示全部楼层
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(429700039)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 20:28:17 | 显示全部楼层
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(429697335)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-17 21:13:21 | 显示全部楼层
armok 阿莫

GOOD!!Thanks!!!
(429696785)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 21:22:31 | 显示全部楼层
加我一个吧
(429692211)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-17 22:38:45 | 显示全部楼层
4-17晚上QQ讨论总结:
双轮差动+从动万向轮
350直径X100高+10底盘
--------
硬质地面
---------
宽橡胶轮

(原文件名:初定架构.JPG)
(429691417)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 22:51:59 | 显示全部楼层
开源项目这么多呀,不知道我能帮上忙不?农民来的,晚上和周六周日都有时间。但懂的不多!
(429691223)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 22:55:13 | 显示全部楼层
加入了,今晚的讨论的:

讨论内容:轮子机构
讨论结果:

双轮+从动万向轮
35直径+10cm高+10mm底盘
--------
硬质地面
---------
宽橡胶轮
(429689672)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-17 23:21:04 | 显示全部楼层
我对小车的算法比较感兴趣。不过我不怎么用IM软件……
(429685365)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-18 00:32:51 | 显示全部楼层
我也要加入
(429658973)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-18 07:52:43 | 显示全部楼层
我的老师做过这个东西,cctv还播过,好几个同学在搞机器人。都做的不错
(429653662)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-18 09:21:14 | 显示全部楼层
顶一个
(429647921)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-18 10:56:55 | 显示全部楼层
4-18今晚的议题:
    轮子选用、电机选用,大家准备一下!
    会议的时间20:30到22:30。
    先来的朋友可以先讨论。
(429646293)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-18 11:24:03 | 显示全部楼层
可以考虑使用全向轮。我们这里有一个手动的,控制效果比较好。
(429642964)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-18 12:19:32 | 显示全部楼层
【8楼】 armok 阿莫
    讨论用什么软件是个问题,一般公司不要我们装任何软件的,我这边msn也没有,上网是可以的。
我有一个想法:你的网上能不能加上一个像QQ的控件,像在线视频那样加在网上。
不如这样,你组织一个开发这个控件的项目, 以后我们讨论就方便了!!!
(429642681)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-18 12:24:15 | 显示全部楼层
我报名,等待验证......
(429637786)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-18 13:45:50 | 显示全部楼层
我也报名
(429631497)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-18 15:30:39 | 显示全部楼层
大家可以试试GoogleTalk,它有网页版,对话记录可以存在相应的Gmail邮箱里。
(429606136)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-18 22:33:20 | 显示全部楼层
4-18晚上QQ会议总结:
90*35;轮子初定了!!!
有刷电机+编码盘
5.8千克负重
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(429605477)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-18 22:44:19 | 显示全部楼层
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(429605175)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-18 22:49:21 | 显示全部楼层
有刷电机+编码盘?哈,这个好。最近一段时间正折腾这个呢。关注+学习。不知道电机功率多大?我手里有些驱动电路的资料看能不能用上
(429572624)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-19 07:51:52 | 显示全部楼层
谁找到QQ网页版请上传一下!

给他记一等功1次!!
(429560025)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-19 11:21:51 | 显示全部楼层
俺也报个名!呵呵
(429549154)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-19 14:23:02 | 显示全部楼层
我也报个名先
(429547023)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-19 14:58:33 | 显示全部楼层
4-19今晚的议题:
电机与车轮连接方式
大家准备一下!先到者可以先讨论!!
大家先看一下mljda做的[工作量]布局想象图。等有物品尺寸再逐步细化(外壳与轮子已定)
http://www.ouravr.com/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=986630&bbs_page_no=1&bbs_id=3008
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(429545928)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-19 15:16:48 | 显示全部楼层
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(429544609)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-19 15:38:47 | 显示全部楼层
我也报名参加,我特意买了一个扫地机器人.准备拆开他.
(429520213)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-19 22:25:23 | 显示全部楼层
4-19晚上QQ会议总结:

有刷电机+码盘+轴连接器+轴承--》淘宝淘
(429504670)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-20 02:44:26 | 显示全部楼层
前两天在上海光大会展看到这东西就很喜欢 我也报名
(429485242)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-20 08:08:14 | 显示全部楼层
请大家看一下感动人心的短片!
http://vhead.blog.sina.com.cn/player/outer_player.swf?auto=1&vid=12417440&uid=1401913474
我们在工作之余不忘国家的富强!
(429484892)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-20 08:14:04 | 显示全部楼层
【38楼】 winter 冬天里爱吃冰淇淋
GOOD!THANKS!!
欢迎上传!!!!!!
(429484583)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-20 08:19:13 | 显示全部楼层
昨天,我发现我同事正用QQ网络版!!
http://www-c4.meebo.com.cn/
可惜没有群功能,只有好友的!!
(429482421)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-20 08:55:15 | 显示全部楼层
经过我使用购买的扫地机器人,感觉关键在路径算法,其他的都相对好办一些,因为主要的目的是清洁,在使用的时候发现,这个东西简直就是RZ,扫过的地方反复扫,没有扫过的地方这辈子可能都不扫,现在我和儿子把它当作玩具,我俩趴在床上看他忙活,然后我在拿拖布补充一下。呵呵。

所以,主要是路径算法的问题,因为我们一般的家居很少像整齐的会议室,地形复杂,屋里布局随意,最好能够通过通讯口上传屋里的大致路径,要比他瞎转悠强,他的路径算法基本上和小时候玩的碰到物体就转向的玩具车一样,非常不实用,遥控功能和红外墙到是挺方便,规避楼梯也是不错的。
(429472898)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-20 11:33:58 | 显示全部楼层
路径算法可能是最难的地方,其实觉得有一个补救的办法,如果路径算法不理想,可以考虑用手工遥控来补充。
或者甚至可以考虑用PC来遥控,我们事先在PC上规划好路径,机器人再去执行。
(429463674)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-20 14:07:42 | 显示全部楼层
4-20今晚的议题:  
清结部分的机构
大家准备一下!先到者可以先讨论!!
大家先看一下mljda做的【电机组细化】【3D+2D重要尺寸图】豪放版布局。等待定最终尺寸。
http://www.ouravr.com/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=987967&bbs_page_no=1&bbs_id=3008
做得非常好!!给mljda记一等功1次!!
(429447903)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-20 18:30:33 | 显示全部楼层
【38楼】 winter 冬天里爱吃冰淇淋
GOOD!THANKS!!
欢迎上传!!!!!!
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楼主,我看了你们陆续发的资料,我现在手头的是1KW左右不需反转的电路,特别是IGBT的驱动居多,主要是IR的。需要的话我传上来。在这个项目上,功率不大。可能最敏感的是体积跟功耗了。LG9110不知道怎么样,不过据说好像不能用PWM调速。不过貌似这个项目好像不需要调速吧。
(429446802)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-20 18:48:54 | 显示全部楼层
【53楼】 winter 冬天里爱吃冰淇淋
先上传!看了再说!!!
(429442003)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-20 20:08:53 | 显示全部楼层
在本坛传了2次都失败了,晕。

1、igbt&driver
http://www.fs2you.com/files/c0f62423-0ed1-11dd-981d-00142218fc6e/
2、ir2110
http://www.fs2you.com/files/3ed1a26b-0ed2-11dd-b0ff-0014221b798a/
3、ir-gate-driver
http://www.fs2you.com/files/39221f5c-0ed2-11dd-bd3f-0014221f4662/
4、ir高压浮动MOS栅极驱动集成电路1~3
http://www.fs2you.com/files/ac535e94-0ed2-11dd-bd4c-0014221f3995/


----------------------
一首二胡曲,贾鹏芳《睡莲》:)
http://www.fs2you.com/zh-cn/files/7ad46d00-e0dc-11dc-8f9f-0014221b798a/
(429441932)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-20 20:10:04 | 显示全部楼层
报名来啦
(429431743)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-20 22:59:53 | 显示全部楼层
4-20晚上QQ会议总结:
1侧刷(对称辅助固定刷)(1电机)+1滚刷子+减速电机(1电机)+贯流风叶(1电机)
(429349512)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-21 21:50:24 | 显示全部楼层
4-21晚上休息,因我要在工厂开会!!
(429278760)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-22 17:29:36 | 显示全部楼层
4-22晚上的议题:电路控制的功能,招protel工程师
(429259324)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-22 22:53:32 | 显示全部楼层
4-22晚上QQ会议总结:
红外(近)+无敌编码盘(相对位移)+定趋势路径(闲逛算法)
都作成模块独立MCU,规定通信格式--》输出测量值
米兰之翼为protel工程师
(429217066)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-23 10:37:50 | 显示全部楼层
速度真快
(429183900)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-23 19:50:36 | 显示全部楼层
4-23晚上的议题:
电池选定,自动充电电路.
(429178238)

出0入10汤圆

发表于 2008-4-23 21:24:58 | 显示全部楼层
加了QQ, 是不是要等批复?
(429170296)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-23 23:37:20 | 显示全部楼层
我也来报个名。
(429113525)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-24 15:23:31 | 显示全部楼层
4-24晚上休息,因我要在工厂开会!!
(429106519)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-24 17:20:17 | 显示全部楼层
非常希望这个开源项目能够把控制部分的资料详细的列出来。
(429100812)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-24 18:55:24 | 显示全部楼层
报名,搞Protel的!
(429097394)

出0入10汤圆

发表于 2008-4-24 19:52:22 | 显示全部楼层
一直与同事聊天,如何做这样的自充电清扫小车, 地图可能是最关键。

怎么加不了QQ?
(429036028)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-25 12:55:08 | 显示全部楼层
4-25晚上的议题:招聘大会
    招聘的职务如下:
1.光电开关开发工程师(1名),项目的担当:设计一个反射型检查距离50到100mm可调光电开关。
2.定位开发工程师(2名),项目的担当:设计一个控制小车位置的电路,内含下载功能,方便以后用户修改、学习。


控制电路的开展:
先由我们以上的工程师把电路设计出来,设计过程遇到问题时可以通过QQ会议和论坛讨论,优化出一个完美的控制电路。
(429035760)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-25 12:59:36 | 显示全部楼层
为了增大项目的透明度,我将会把每晚的QQ会议打包,上传到论坛,不过要大家等一下。正在整理中>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
(429033729)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-25 13:33:27 | 显示全部楼层
控制电路功能参考:
l 基于行为

        Rodney Brooks在1986年发表的论文中提到的包容式结构表明了基于行为的编程方法的正式起源。包容式结构:在进化过程中,人类永远不会丧失比较低级的和原始的大脑工程,而高级功能则在此基础上进行添加,因此在每个人的大脑内部都保留有类似于爬行动物的低级意识残余。与此类似,采用基于行为的方法需要为机器人设计一系列简单行为(所谓的行为也就是通过感知信息控制执行过程的算法),这些行为相互协调和协作,产生所需求的机器人整体行为。系统的行为并不是完全确定的,而是包含了很多随机的东西。执行过程并不十分稳定,但系统的整体行为是非常稳定的。基于行为的机器人将尽可能地将传感器信息同执行过程直接连接。具有很强的反射性:只要机器人对相关环境做出了判断,就立即采取行动。一有信息就立即据此动作。

       2行为设计

        行为分为2种类型:伺服行为和弹道式行为。伺服行为采用反馈控制环作为他的控制单元。弹道式行为,自始至终都会按照预先没定好的模式运行。弹道式行为的整体规划过程同实现程序代码密切相关,执行过程中的环境变化或者行为初始化过程中的任何微小错误(如噪声假信号所导致的误操作),都会给机器人带来麻烦,导致彻底失效。伺服行为具有良好的抗噪声能力,对工作过程中的其他微小故障也具有较强的容错性。 本文的行为采用有限状态机(Finite state Machine,FSM)使能够更方便地理解系统工作过程,从而可以容易地编写系统实现代码。

       2.1 巡航行为

      巡航行为是最基本也是机器人最常使用的行为。该行为使2个驱动电动机输出相同的转速,机器人近似直线的向前方运动,直到其他行为触发,当其他行为运行结束时,将又回复到巡航行为。

        2.2 沿墙行走行为

       沿墙行走行为能够帮助机器人在障碍物之间搜索路径。特别是对于多个房间的环境来说,在门的附近进行一小段沿墙行走行为将使机器人更有机会进入其他的房间,所以机器人在遇到障碍物时,隔一段时间需要进行一小段沿墙行走行为。



       2.3 归航行为

       归航行为与泊位传感器相结合,使机器人在电量不足时能够回到充电处进行充电,以保证任务能够完成。实现机器人归航行为的左右2个红外信标接收器的性能不可能完全一致,当机器人通过比较传感器输出确定出自己直接面/对光源时,其实际朝向却偏向光源的一测,机器人沿着某个螺旋线向着信标的位置前进。机器人前进的同时旋转,旋转角度ω=k(L一R),其中k为增益参数;L,R为红外接受器接收到的接受信号强度。当机器人电量不足时,机器人未必处于充电的房间,因此检测不到红外信标的信号,此时应触发沿墙行走行为使机器人走到能检测到信标信号的房间再触发归航行为。如图2所示。



      2.4 逃离行为

       逃离行为能保护机器人避免发生危险,保证任务得以顺利完成。机器人的旋转角度是用来平衡系统环境适应能力的一个重要参数。如果该值较大,那么机器人将能非常干净利索地离开墙或者其他比较大的障碍物;但机器人却因此而丧失了寻找狭小通路的能力,严重限制了他在错综复杂的环境中进行自主导航的能力;如果角度比较小,机器人将会比较容易地在凌乱的环境中穿行,然而在执行避开墙壁的操作时则需反复多次才能成功,因此应选择随机旋转角度。如图3所示。



      2.5 防堵转行为

      永磁直流电动机的输出转矩同电流成正比。当电动机两端施加电压而电动机没有旋转时,转矩和电流达到最大值。如果机器人同某个障碍物发生碰撞,并且驱动轮同地面之间具有很大的摩檫力,那么驱动电动机将会处于停转状态。因此,如果电动机具有最大电流,并且电流已经持续了相对比较长的时间,那么表明机器人已经同环境中的某个物体发生了碰撞。堵转检测传感器只有当电动机在高电流状态(高于某个阈值)下持续了一段时间才能断定已发生碰撞的判断(电机启动会产生瞬间电流峰值)。

      2.6防静止行为

       虚拟静止检测传感器只要通过软件实现即可。机器人在运动时各传感器的输出信息都可能在不停地变化,而一旦停止运动,所有传感器的输出信息都将保持不变。

       2.7 系统结构

      机器人的功能和运行方式决定了机器人的结构。系统结构图如图4所示。






      2.8 差速驱动

       差速驱动底盘通过控制2个驱动轮之间的运动差异来控制机器人的整体运动。无论多么复杂的运动都可以分解为平移运动和原地旋转运动。图5为差速驱动模型,描述了2个驱动轮的速度同机器人曲率半径之间的关系,曲率半径为rL=VLW/(VR一VL)。当两个驱动轮的旋转速度完全相同时.半径rL的值将趋于无穷大,此时机器入沿直线行驶的过程可以理解为机器人沿某个半径为无穷大的圆的旋转过程;当左轮速度为O时,rL等于0,机器人将会围绕左轮进行原地旋转操作,此时vL=v,Vr=wW+v;当左右2个轮子的速度相同而符号相反时,机器人将会围绕着自己的中心位置进行原地旋转(rL=w/2)。差速驱动机器人可以围绕2个驱动轮轴心连线上的任意一点进行旋转操作(包括机器人本体外的点)。负半径表示机器人沿弧线方向逆时针行驶;正半径方向表示沿弧线方向顺时针行驶。

      3仲裁器设计

       在某个时刻仅有一个行为触发,系统能够比较平稳地运行。但当多个行为同时触发,并且每个行为都需要机器人执行不同的操作时,机器人就需要利用仲裁机制来妥善处理这种关系。这里采用固定优先级仲裁,每个行为都被惟一地赋予一个优先级值,冲突发生时,执行优先级高的行为。行为在发出控制请求后,需要知道自己是否已经得到仲裁器的批准。仲裁器带有一定的输出,每个行为都赋予一个惟一标识符(ID:Identifer)。仲裁器输出仲裁获胜行为的标识符。每个行为通过将自己的标识符同仲裁器输出相比较,能够确定出自己是否已经拥有了对仲裁资源的控制权。

       机器人在运行时,环境存在很多不可控因素,机器人的实际运行方式与所期望的有很大差异,有时传感器彻底失效,有时在信息检测过程中经常出现漏报和误报错误(漏报是指当环境中存在某种传感器应该能够检测到的信息时,传感器却检测不到;误报则是指传感器所检测到的信息在环境中是不存在或不正确的)。尽管在重要信息损失或者运动控制命令变质的情况下,性能会受到一定程度的影响,机器人程序也应该能够尽其可能地做到最好,而不是完全彻底地瘫痪。在子系统发生错误或者工作失败的情况下,系统这种能够降低水准继续工作的能力被称为优雅降级。本文设计的机器人具有完善的优雅降级功能(见图6)。在碰撞传感器失效的情况下,防堵转和防静止行为将保证机器人继续完成任务。

      4机器人仿真及分析

       对以上提出的基于行为吸尘机器人设计方案进行仿真,图7为机器人在模拟房间中清洁任务的仿真界面。机器人采用随机覆盖的模式,不知道自己的具体位置,因此不可避免地会再次访问已访问过的某个区域。随着机器人的运行,覆盖区域的增长速度呈递减趋势,区域覆盖率则可以近似表达为:覆盖率=(1-e-t/a)其中,f为时间变量;a为一时间常数。表明了机器人在不访问旧区域的情况下进行确定性覆盖所花费的时间。通过实验仿真运行情况来看,本文的设计方案完全可以满足要求。虽然随机覆盖方法没有确定性覆盖的低重复性,但他却能避免确定性覆盖所带来的价格、复杂性以及系统脆弱性问题。

      5 结 语

      基于行为的机器人设计方法不采用价格昂贵的单一类型传感器去获取难以达到的精度和可靠性,而是综合使用多个可靠性相对来说比较差一些的传感器系统,通过这些系统之间的优势互补使机器人具有更强的鲁棒性。




带图完整版
点击此处下载 ourdev_260225.doc(文件大小:137K) (原文件名:电路控制功能.doc)
(429003239)

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 楼主| 发表于 2008-4-25 22:01:37 | 显示全部楼层
4-25晚上的议题总结:
西瓜当光电开关开发工程师;
朱凤宇当定位开发工程师.
(428852585)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-27 15:52:31 | 显示全部楼层
开源自充电清扫小车进展
1.机构部分的开展:通过了QQ会议,我们初定了机构的方案,现在由我们的机构工程师Mljda来正在画,>>>>等到图画好之后,我们再一起讨论
,优化出一个完美的机构方案。
2.电路控制的开展:我把电路的功能分为几部了,由我们的电子方面的工程师正在定方案,>>>>定完了之后,我们再一起讨论,优化出一个完美的控制方案。
补充一点:很多认为我们的进展快,其实不快了吧!我们的方案都是先初定后要工程师先搞出来,再优化,不断的改善。我们重点不在初定方案,而在于后面的优化方案。项目的好与坏在于后面的优化!
头像被屏蔽
(428852404)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-27 15:55:32 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
(428844379)

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发表于 2008-4-27 18:09:17 | 显示全部楼层
:)
我是四川雅安的。

自动化专业。顶替一下机械设计位置。从事了2年机械相近工作,画出能用能造的图纸问题不大。就是不能做到最优。边画边学习中。

构思中。方案定了,是要 kaif_w前辈志愿一下的,才能选择一个便宜有效的生产方案。
(428795709)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-28 07:40:27 | 显示全部楼层
【76楼】 armok 阿莫
考虑得很周到,我们画完机构后上传到论坛,请机械版主 kaif_w帮忙看一下!!
头像被屏蔽
(428795015)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-28 07:52:01 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
(428753661)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-28 19:21:15 | 显示全部楼层
【79楼】 armok 阿莫

ok!
(428746420)

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 楼主| 发表于 2008-4-28 21:21:56 | 显示全部楼层
QQ会议更新到4-28
点击此处下载 ourdev_261922.txt(文件大小:278K) (原文件名:QQ会议.txt)


点击此处下载 ourdev_261945.rar(文件大小:8.71M) (原文件名:QQ会议中的图片.rar)
(428739719)

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发表于 2008-4-28 23:13:37 | 显示全部楼层
报名
(428699648)

出0入0汤圆

发表于 2008-4-29 10:21:28 | 显示全部楼层
看来还可以报名,我也来报名参加,我可以搞电机驱动以及电源部分的电路。
(428698075)

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 楼主| 发表于 2008-4-29 10:47:41 | 显示全部楼层
电机控制IC

(原文件名:电机控制IC.JPG)
TA7291P是单列10脚IC。其①地、②主导轴反转电机驱动、③旁路、④伺服控制电压、⑤电机转动指令1、⑥电机转动指令2、⑦电机电源、⑧电源VCC、⑨旁路、⑩主导轴电机正转驱动。

点击此处下载 ourdev_262084.pdf(文件大小:441K) (原文件名:TA7291P.pdf)
(428696814)

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 楼主| 发表于 2008-4-29 11:08:42 | 显示全部楼层
光电开关工作原理
点击此处下载 ourdev_262088.doc(文件大小:231K) (原文件名:光电开关工作原理.doc)
(428696081)

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 楼主| 发表于 2008-4-29 11:20:55 | 显示全部楼层
555红外光电开关

(原文件名:555红外光电开关.JPG)
(428661367)

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 楼主| 发表于 2008-4-29 20:59:29 | 显示全部楼层
选电池,保险参考:
4-29晚上QQ会议
M理论(162146407) 20:57:15
自从接触吸尘器以来,看过不少的产品,也接触过不少的厂家!现在为依莱克丝等世界名牌做贴牌的深圳工厂--耀川电子,不知道大家熟悉不?
和我现在合作的一个厂家从去年开始,已经推出了第4代产品。都是大家熟悉的全智能吸尘器!
作为吸尘器中最重要的配件--充电电池,使用时还须注意很多问题:
1。电池型号的选择。一般选用的电池为Ni-Cd或者Ni-MH的电池,现在用铅酸电池的吸尘器,已经逐步淘汰出市场。TTI如今使用的是Ni-Cd or Ni-MH的。Ni_Cd的特点是可以采用很高倍率的电流放电,而且对温度的适应性很强,稳定而且便宜点。缺点是不环保,含Cd元素污染很大。而Ni-MH突出的优点就是绿色环保,而且容量高,即使用的时间长,缺点为价格稍贵!在如今环保呼声越来越高的大环境中,特别是发达国家,Ni-MH电池将是今后的焦点。解释“高倍率”为电池容量的倍数电流,如1300mAh电池,2倍率为2.6A电流放电。
2。充电器的设置。如今,人们对电池的安全性能考核越来越严格。而市面上出现问题的电池,基本都是由于电池充电设置失效或者是不当而引起的。一般电池本身有自动保护的装置,如果出现异常,可以打开内部保护盖,释放气体而避免爆炸。更多的时候是由于电池充电器设置不当。电池充电控制,一般分为以下几种。时间控制,电压控制,电压升降控制和温度控制等,对于大型的电池还需要综合考虑进行设置。详细的设置情况,以后再谈。
3。电池内零配件的选择。一般电池组内的配件有:保险丝,自复保险丝,温度控制开关,跳阻,热敏电阻等。根据用电器的特点,选用的型号也很有讲究。
(428660558)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-29 21:12:58 | 显示全部楼层
其他人做的吸尘小车功能参考
M理论(162146407) 21:05:02
http://www.robotdiy.com/phpbb2/viewtopic.php?t=4935&sid=a2a64aebe50c01fec242a240708972cf
(428618511)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-30 08:53:45 | 显示全部楼层
Macr(530000200) 22:43:45
有没有让我出力的
依剑~轩~*0*<sjhdu@hotmail.com> 22:43:54

dragon045(282318411) 22:44:15
车的定位电路
TIDSP(21231874) 22:44:38
车的定位电路,这可是个大课题
dragon045(282318411) 22:44:47
是啊
TIDSP(21231874) 22:45:11
用陀螺仪芯片吧
TIDSP(21231874) 22:45:31
原来在鬼子网站看到过原理及代码
dragon045(282318411) 22:45:30
每个人想出一个小的课题加在一起就成了大课题了
dragon045(282318411) 22:46:08
大课题=N个小课题
广州irobot(195885421) 22:46:59
很复杂
dragon045(282318411) 22:47:55
复杂=N个简单

dragon045(282318411) 22:48:06
每人想一点
dragon045(282318411) 22:48:37
问题就解决了
广州irobot(195885421) 22:48:50
你这个定位是不是要找到充电的地方
dragon045(282318411) 22:49:42
是啊
Auto(472529696) 22:50:09
可以搞无线充电啊
dragon045(282318411) 22:50:11
还要对房间跑一圈
Auto(472529696) 22:50:39
不过现在无线充电还处在试验阶段
广州irobot(195885421) 22:50:52
那用激光定位
dragon045(282318411) 22:51:13
无线充电?//?

有没有资料
广州irobot(195885421) 22:51:20
两个激光束交点
dragon045(282318411) 22:51:26
第一次听
广州irobot(195885421) 22:51:36
激光制导的炸_弹很准的
Auto(472529696) 22:51:36
还没找到这方面的资料
dragon045(282318411) 22:51:43
激光定位

有没有资料
广州irobot(195885421) 22:51:46
激光束
dragon045(282318411) 22:51:56
有没有资料
广州irobot(195885421) 22:52:00
随激光束走
dragon045(282318411) 22:52:09
牛啊
广州irobot(195885421) 22:52:23
激光束很直
dragon045(282318411) 22:52:25
说详细一点
广州irobot(195885421) 22:52:37
就是很走线一样的
缘来有你(464132) 22:52:57
家庭环境激光的安全性有问题吧?
广州irobot(195885421) 22:52:59
碰到激光就转到和激光平行的位置
广州irobot(195885421) 22:53:11
功率小到一定范围就安全的
广州irobot(195885421) 22:53:17
再说是贴地面的
dragon045(282318411) 22:53:23
你的意思是本来用划线换成激光束
广州irobot(195885421) 22:53:25
不要抬很高
理想(28671856) 22:53:26
要是有桌了怎么档住了?
广州irobot(195885421) 22:53:27
是的
广州irobot(195885421) 22:53:41
那就搜索 转一圈
dragon045(282318411) 22:53:52

广州irobot(195885421) 22:53:53
一圈圈转着找
广州irobot(195885421) 22:54:06
这个高级
广州irobot(195885421) 22:54:40
只要没反射的镜子这些 应该还行
缘来有你(464132) 22:54:41
这个跟红外的原理是一样的
dragon045(282318411) 22:54:44
激光容易做吗
广州irobot(195885421) 22:54:52
激光买激光笔就行
缘来有你(464132) 22:55:05
红外性价比高点吧?
广州irobot(195885421) 22:55:08
只要能检测到这个波长的东西
广州irobot(195885421) 22:55:19
红外没激光的方向性好
dragon045(282318411) 22:55:21
多少钱一个
理想(28671856) 22:55:23
家里反光的东西很多,激光不一定行哟
广州irobot(195885421) 22:55:29
红外好像没一条行的
广州irobot(195885421) 22:55:34
线
广州irobot(195885421) 22:55:39
很便宜的
广州irobot(195885421) 22:55:43
激光笔
缘来有你(464132) 22:55:44
红外用透镜的话,指向性也很好
广州irobot(195885421) 22:55:56
老师将PPT点那些东西用的
广州irobot(195885421) 22:56:03
那个应该是安全的
dragon045(282318411) 22:56:16
PPT点"??
广州irobot(195885421) 22:56:24
我这里有舞台灯光用的激光器
广州irobot(195885421) 22:56:38
就是点那些白板
广州irobot(195885421) 22:57:43
以前看到有这个清洁机器人用的这样的办法 回到充电站的
dragon045(282318411) 22:57:50
怎样收激光信号
广州irobot(195885421) 22:57:58
二极管吧
缘来有你(464132) 22:58:02
有现成的激光元件卖,就2-3块钱,但是因为是可见光,就算没有危险,对人总是有干扰的
广州irobot(195885421) 22:58:09
光敏二极管
广州irobot(195885421) 22:58:26
基本看不到 射到物体才看到一个点
缘来有你(464132) 22:58:31
光敏二极管怎么区分不同的波长的光?
广州irobot(195885421) 22:58:32
中间看不到线的
广州irobot(195885421) 22:58:42
看光敏电阻的参数
广州irobot(195885421) 22:58:51
二极管
广州irobot(195885421) 22:58:58
有个光谱范围的
缘来有你(464132) 22:59:07
怎么过滤其他波长光的干扰?
广州irobot(195885421) 22:59:12
对那个波长的光比较灵敏
广州irobot(195885421) 22:59:23
加滤光片
广州irobot(195885421) 22:59:38
要不对激光加上编码
TIDSP(21231874) 22:59:38
晕倒,这个定位对于专家来说都不是个简单问题
广州irobot(195885421) 22:59:59
这样不就好了
dragon045(282318411) 23:00:29
激光加上编码,怎样加的?//
广州irobot(195885421) 23:00:39
就通短
广州irobot(195885421) 23:00:48
和遥控器那样的
广州irobot(195885421) 23:01:04
电视遥控器
广州irobot(195885421) 23:01:34
要充电就用无线通知充电站开始发射激光导引
广州irobot(195885421) 23:01:39
这样比较好
缘来有你(464132) 23:01:53
我设想对于充电基座发射的应该是散射的红外光,这样小车找寻的角度才大,小车的红外接收装置分全向接收和窄角度指向接收
dragon045(282318411) 23:01:55
电视遥控器,不是很精
广州irobot(195885421) 23:02:14
用多个方向的角度分别
广州irobot(195885421) 23:02:39
激光束的聚会点就是充电站
广州irobot(195885421) 23:02:52
只有找到一个就可以了
dragon045(282318411) 23:03:12
好办法!!!
广州irobot(195885421) 23:03:14
具体大家想 不知道能不能行 大家实验
广州irobot(195885421) 23:03:29
只是看到过这样的东西 网上图片 呵呵
广州irobot(195885421) 23:03:37
不知道具体怎么做的
dragon045(282318411) 23:03:48
广州irobot
能不能整理一个电路图出来
Auto(472529696) 23:04:05
据说微波的定向性比较好,或许可以利用利用
广州irobot(195885421) 23:04:12
不是吧 这个我搞不好
dragon045(282318411) 23:04:13
简易就可以了
缘来有你(464132) 23:04:26
我看ROOMBA的红外接收在前上部突出顶部的,应该是全向接收的,只要机器给红外光照到,就可以用指向红外接收定位方向
广州irobot(195885421) 23:04:29
我只能提供想法
dragon045(282318411) 23:04:57
我看ROOMBA的红外接收在前上部突出顶部的,应该是全向接收的,只要机器给红外光照到,就可以用指向红外接收定位方向

也是个好办法
广州irobot(195885421) 23:05:03
是的
广州irobot(195885421) 23:05:07
就是这样的
广州irobot(195885421) 23:05:13
睡觉先
广州irobot(195885421) 23:05:20
明天还上班一天 886
理想(28671856) 23:05:37

dragon045(282318411) 23:05:41
缘来有你
来整理一个电路图出来
dragon045(282318411) 23:05:53
886
广州irobot(195885421) 23:06:30
好像书店有激光制导武器的研究的书 理论书 呵呵
广州irobot(195885421) 23:06:38
可以看看他怎么搞的
dragon045(282318411) 23:06:47
有吗
广州irobot(195885421) 23:06:51
有的
广州irobot(195885421) 23:07:01
找这个就好
dragon045(282318411) 23:07:04
帮我买一本
广州irobot(195885421) 23:07:17
晕 去当当搜 价钱便宜
dragon045(282318411) 23:07:23
很难找到,在东莞
广州irobot(195885421) 23:07:32
是的
缘来有你(464132) 23:07:38
我在做数据电传,原来调试小车的传感数据,红外发射接收电路网上有现成的,不用自己设计
dragon045(282318411) 23:08:22
红外发射接收电路网上有现成

在哪,连接一下
广州irobot(195885421) 23:09:17
找制导的书
广州irobot(195885421) 23:09:22
估计有灵感的
dragon045(282318411) 23:09:34
是啊?
广州irobot(195885421) 23:10:40
小车就是导弹 充电站就是目标 呵呵
(428613872)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-30 10:11:04 | 显示全部楼层
小车定位方案:小车没有电就回去充电,充完电回到原地方工作继续工作,还要控制小车跑完一间房间.
(428612157)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-30 10:39:39 | 显示全部楼层
身在此山中(406582918) 10:33:53
如果项目需要用到锂电池,我可以免费提供测试


身在此山中(406582918) 10:37:46
需要的时候告诉我一声,可以做3串或四串,容量4400mAh,或6600mAh



我们这的群有很多很积极的人啊!!!
(428612039)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-30 10:41:37 | 显示全部楼层
定位工程师已初定方案:

朱凤宇(12280016) 10:29:49
我考虑下用无线+超声波


朱凤宇(12280016) 11:39:14
现在大体思想是多种方式融合  不依赖某种特定方式
(428611455)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-4-30 10:51:21 | 显示全部楼层
飞碟状的Roomba Discovery机器人吸尘器是美国iRobot公司Roomba系列机器人中的高端产品,在任务完成或电力不足时能够自动返回充电基座充电。该产品附带一个无线遥控器,可远在20英尺(约6米)以外控制操作。

在清扫方面,这款Discovery机器人主要依赖一个搅拌器杆(beater bar)和毛刷设计以及一圈鞭状毛刷,可彻底清扫墙边角落。它采用无纸袋集尘箱来收集所有的垃圾。尽管没有传统的高吸力,在我们非常有限的测试运行中,Discovery的集尘工作完成十分出色。

在移动性方面,则采用双轮驱动机制,并另附有一个转轮。这三个轮子都具有基本的弹簧悬挂装置(可进行自动高度调节)。这种驱动轮结构提供了移动性,并只需简单的直流电机即可,但滚轮控制不是单纯的开或关这么简单。在转轮装置里有一个用来检测轮子旋转速度的截光器(optical chopper),通过计算发射器/检测器光电路中转轮叶片的中断来监控轮子的速度。这种监控还能提供控制转向(通过使一个转轮旋转速度快于另一个来实现转向)所需要的反馈,从而建立一种内部基本“映射”,反映出房间的哪些区域已被清洁,还有哪些地方仍需注意。通过这种跟踪探测,Discovery能够确保自动吸尘中不会漫无目的地乱走一气。

关键技巧所在

要让制作的机器人吸尘器具有实用性,关键技巧在于对周围环境的了解。当Roomba碰到障碍物或物体边缘时,由一个边缘检测装置进行“减震”并打开转轮标记(wheels flag)。更重要的是,该装置在机体四周使用了四个红外(IR)发射器/检测器探头,这四个探头不断检测是否有像楼梯这样的会使Roomba跌落的边缘,以避免跌落损坏。当装置立足处是实实在在的地板时,发射器发出的红外信号将反射回检测器。但若某一发射器下是一块空地,将无红外信号反射回来,表明可能有危险,于是就让Roomba倒退或停止以保护自己。整个装置操作简单、具智能性并价格低廉。

此外,“灰尘检测”功能也是智能性的一种表现。由于地板上总有一些地方特别脏,Roomba会加长对该地方的清洁时间。一旦这种地方得到充分清洁后,该检测功能会通知Roomba可以继续前行了。

上面提到的感测解决方案是一种极棒的低端方案。Discovery整合了一对基本压电麦克风,让这两个价廉的压电盘式扬声器(和玩具及会说话的贺卡中采用的相同)彼此相反。压电器件的表面向外进入设备底部的清洁腔,以便于“聆听”尘屑的声音,当碰到灰尘和碎屑时,产生小电压。若这些硬币大小的尘屑捡拾器及其相关运算放大器在清洁区域生成一个标记,意味着需要更大的清洁力度。一切归于宁静时,Discovery推断所有尘屑已被收集完毕,然后继续前行。


(原文件名:0703A_TD_S1C.jpg)

高集成度的控制管理

该电子设备令人惊异地把设计中所需的所有传感器监控、电机驱动、算法处理和常规控制集于一体,通过一个先进的飞思卡尔16位微控制器MC9S12E128CPV来进行控制管理。除了CPU内核外,这一部件还包含128kb的闪存,8kb的RAM,以及大量外设模块,比如计时器、D/A转换器、多通道A/D转换器和若干串行接口。该MCU的内部数字电源电压(2.5V)由一个片上稳压器产生。在22.5mm×5cm的控制器板上,除了几个信号调节运放组件和用于电机驱动的众多功率晶体管之外,就只有分立式元件。

这款Discovery产品还随附一个包含了红外(IR)发射器的充电基座。该发射器作为Roomba的信标,让它可以自动寻找充电基座所在的地方,时间到了就回家充电。Discovery中还有两个电池供电的可创建虚拟墙的装置,能够限制清扫范围,避免吸尘器进入禁止地带。

所有这些外设都包含有自己的利用低成本芯片细线组装的小型电路板装置。充电基座还包括一个额外的电路,用来解决吸尘器的14.4V NiMH电池模块的充电控制问题,这个电池模块为整个系统提供能源,占了Discovery重量的很大比例。

Discovery设计的复杂性有很大部分是机电方面的,尤其是传感器、开关、电机及其相关连线的集成。不客气地说,连线的复杂性大得可怕。要保证最终产品的成本效益,唯一的办法是采用低成本劳力进行生产(该设备在中国生产)。

Roomba Discovery把一种主要算法增值引入到了电机驱动、障碍检测和除尘功能的基本构架中。价廉的传感器解决方案,功能多样化的MCU和低成本劳力的最终组装,这三者的结合创建出了一种非常实用的低于300美元的家庭机器人。

Roomba在互连方面非常复杂。虽然半导体方面的复杂性主要集中在飞思卡尔的多外设控制器上,但大量的传感器及附加电路板需要插头连接器以连接回中央电路板,这就意味着需要大量的电缆线束。由于这些电缆中大部分都是用于驱动和吸尘器电机的―而它们都是在主电路板上进行能量驱动的―因而必须解决大电流噪声管理问题,采用一个Samxon的电解滤波器电容就可以消除噪声。

在灰尘检测板上,压电式尘屑拾取器的低电平信号必须保持纯净,故在这里噪声管理也十分重要。设计中采用了一对比较昂贵的但更有效的AVX钽电容,以避免对灰尘检测的不良影响。总而言之,这种强有力的混合信号特性在整个设计中产生了对其它无源器件的大量需求。

作者:David Carey

总裁

Portelligent公司
(428604731)

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 楼主| 发表于 2008-4-30 12:43:25 | 显示全部楼层
Icy~Niki(549482064) 11:27:17
声纳全名就是声纳超声波,利用超声波原理
dragon045(282318411) 11:27:31
这样
Icy~Niki(549482064) 11:27:53
激光和红外线通讯测量的区别

(一)激光属于可见光线,具有目测识别功能;

      红外线属于无色光线,不具有目测识别功能,操作时根据系统提示引导操作。

(二)激光通讯测量是一束光,通过范围狭窄,容易受阻,不稳定;

红外线通讯测量是在±15°范围内无数条光束在通讯,范围较大,稳定可靠。

(三)激光是模拟测量精度0.10°;

      红外线是图像测量精度是0.01°。

(四)光对人体细胞杀伤力很强,不是绿色环保产品,欧盟禁用产品;

      红外线目前未发现对人体有害,国际国内广泛使用。

Icy~Niki(549482064) 11:28:01
红外也可以
冰河(305278665) 11:28:05
有一些用在汽车上的雷达,是毫米波的或者激光的。性能不错,有侧角能力,量程100多米不过价格太贵,而且国内没有卖的。
Icy~Niki(549482064) 11:28:38
超声波我只能做到1米5到2米这样
dragon045(282318411) 11:29:53
这样不行,我们目标是10M*10M的房间啊!!
Icy~Niki(549482064) 11:30:43
不过我用的超声波头很便宜的,用好的就不会拉
dragon045(282318411) 11:30:48
能不能加大功
Icy~Niki(549482064) 11:31:10
两级放大
dragon045(282318411) 11:31:17
能不能加到10M呢
dragon045(282318411) 11:31:28
是啊放大
Icy~Niki(549482064) 11:31:52
主要是考虑干扰
dragon045(282318411) 11:32:06
你有没有相关资料?/
Icy~Niki(549482064) 11:32:15
有啊
dragon045(282318411) 11:32:29
可以上传一下吗
Icy~Niki(549482064) 11:32:39
我找找
dragon045(282318411) 11:32:45
传到群的共享内
dragon045(282318411) 11:32:55

Icy~Niki(549482064) 11:33:11
知道
dragon045(282318411) 11:33:28
传了吗
Icy~Niki(549482064) 11:33:45
==
dragon045(282318411) 11:33:51
好的



以下珍贵资料由Icy~Niki提供:
点击此处下载 ourdev_262722.pdf(文件大小:101K) (原文件名:40kHZ 超声波发射电路.pdf)
点击此处下载 ourdev_262723.doc(文件大小:92K) (原文件名:超声波测距电路.doc)
点击此处下载 ourdev_262725.doc(文件大小:174K) (原文件名:该仪器采用超声波专用集成电路LM1812和单片机AT89C2051构成.doc)

由Icy做的课程设计
点击此处下载 ourdev_262783.doc(文件大小:186K) (原文件名:超声波测距仪(课程设计).doc)


在此表示非常的感谢!!
给Icy~Niki记一等功1次!
(428574795)

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 楼主| 发表于 2008-4-30 21:02:21 | 显示全部楼层
基于红外超声光电编码器的室内移动小车定位系统




目前,使用超声波技术进行空间测量和定位已相当普遍。有的运用超声波的反射特性,有的综合运用红外和超声波传感器采取三边测距的定位方法,前者因为超声波传输介质的影响使测量精度无法提高,超声波衰减特性使其传播的距离有限,再利用反射特性更加缩短了传播的距离。

后者虽然精度有所提高,测量的距离增加了,但是出现了测量盲区的问题,待测目标在某些位置不能同时检测到3个以上的超声波信号时,使系统无法定位。本文在第2种方法的基础上在系统中加入了光电编码器测距定位原理,消除其定位盲区的问题。

1 定位原理

1.1 红外超声三边测距定位原理

首先在室内建立一直角坐标系,规定好原点、X轴、Y轴、和Z轴。在室内上空固定位置设立3个参考点A、B、C,坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)。使用红外超声系统测出目标点到3个参考点的距离L、M、N为:



由式(1)~式(3)解出目标点的坐标值(x,y,z)。这就是红外超声的定位原理,简单且容易编程实现。下面说明目标点与参考点间距离的测量原理。光速与超声波速度在量级上的极大差值是实现测距功能的基础。测距原理见图1。
(原文件名:图1.jpg)

超声波和红外光的传播速度为常量,其传播距离与时间的曲线均为直线,直线斜率即波速,易知曲线①为红外光曲线,曲线②为超声波曲线。指定距离D,设红外光与超声波在0时刻同时从某一参考点出发,红外光经t1时间走完指定距离,超声波经t2时间走完指定距离,则D=vt2,式中v为超声波速。令t=t2-t1,可得D=v(t t1)。已知红外光速为3×108m/s,超声波在空气中速度为3.4×102m/s,在室内这样的距离范围,近似认为t1=0,得到D=vt。

系统在每个参考点安装单片机控制的红外和超声波发射管,在目标点安装红外和超声波接收管,同样连接单片机。某一时刻参考点发射红外和超声信号,目标点在接收到红外信号时启动单片机的内部计数器、在接收到超声信号时停止计数器,这样二者的时间差t被记录下来,将t与超声波速相乘就得到待测距离D。实际上,信号处理总是有延时的,由此带来的测量误差必须补偿,最终得到算式为:d=vt n。式中:d为距离测量值;v为超声波速;t为单片机记录的红外光和超声披到达目标点的时间差值;n为系统器件延迟误差补偿项。

1.2 光电编码器测距定位原理

光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,这是目前应用最多的传感器,由光栅盘和光电检测装置组成。

光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘(称为译码轮,见图2)与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号。发光二极管和光敏传感器组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有2个光敏晶体管A和B。由于译码轮有间隙,故当译码轮转动时,红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感器上,时而被阻断,从而使光敏传感器输出脉冲信号。光敏晶体管A和B被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差异,从而产生的脉冲A和脉冲B有一定的相位差。利用这种方法,就能测出码盘滚轴滚动方向。滚轴每转动一个小角度,车轮位置计数器加1,每隔一定时间,单片机把车轮位置计数器的值读出,通过计算得出车轮移动的位移(当小车转弯时为弧线长度和弧线切线方向),再把位移信息发送给上位机。
(原文件名:图2.jpg)
基于以上原理,在同轴二轮驱动小车(同轴二轮驱动小车的2个轮子的运行轨迹总是平行的)的2个驱动轮子的正上方一定高度的a、b这2点安装红外超声定位单元,绝对定位每个点的坐标。在2个轮子各自轴上安装光电编码器测距单元,用来测量2个定位时刻点间轮子移动的距离和前进倒退情况。

对移动小车的定位分为3种情况:

a) 在某一定位时刻a、b这2点能够同时检测到3个参考点的信号(地面是平的,进行平面二维定位时只需2个信号),就用红外超声绝对定位方法计算移动小车的位置,计算出它们中点的位置(即移动小车的位置),并根据前一时刻a、b这2点的坐标、2个轮子间的固定距离判断出轮子相对于所建坐标系的运行方向。

本文章共3456字,分3页,当前第2页,快速翻页:123





b) a、b中只有1点能够同时检测到3个参考点的信号,则根据前一时刻a、b这2点的坐标、光电编码器测得2个轮子的移动距离长短比较、2个轮子间的同定距离计算出移动小车的位置和运行方向。

c) a、b这2点都不能同时检测到3个参考点的信号,则根据前一时刻a、b这2点的坐标、2个轮子的固定距离、光电编码器测得2个轮子的移动距离计算出小车的坐标和运行方向。

下面给出第2种情况的求解方法,见图3。通过比较光电编码器所测2个轮子的移动距离,可得出小车向移动距离短的轮子一侧转弯,已知红外超声测得的a′、b′、b点的坐标,2个轮子的间距d,线段aa′和bb′平行,ab和小车的运动方向垂直,根据几何知识可以求出a点的坐标和小车的移动方向,其他情况亦然。

(原文件名:图3.jpg)
2 系统的硬件结构

系统主要由超声波信标节点(参考点)、一个红外发射管、一个超声波发射头及各自的驱动电路和微控制器SST89E564RD(以下简称564RD)8位单片机组成。普通节点(目标点)由8个红外接收管、8个超声波接收头及各自的驱动电路和8个564RD组成红外超声接收单元,每一个红外接收和超声波接收为一对,用一个564RD控制,分成2组,每组4对,在每个轮子的上方一定高度间隔90°与水平面成45°夹角向上分布。

因为测量的目标点是移动物体,所以采用多通道同时接收的方法缩短每次测量所用的时间,提高定位精度。光电编码器测距单元由译码轮、光电偶合器和一片564RD组成。用1片564RD作为主控芯片,与8个超声波接收单元、2个光电编码器测距单元使用串口进行通信,主控制器渎取各个单元的测量数据,完成定位运算,同时起到同步各个单元工作的作用。564RD的晶振都为40 MHz。图4给出单个红外管和超声波发射电路,图5给出单个红外管超声波接收电路。超卢波的发射管为T40-16(对应接收管为R40-16),中心频率为40 kHz。红外发射管为SE303A(对应接收管为PH302),564RD用2个I/O口分别输出载频为40 kHz、调频为5 kHz的方波信号驱动红外发射管,以及载频为40 kHz、调频2 kHz的方波信号驱动超声波发射管。

(原文件名:图4.jpg)
3 系统的软件设计

系统上电后各单元进行初始化,各部分工作如下:

a) 超声波信标节点不断向外发射红外和超声波信号,每个节点的红外与超声波信号编码相对应,并且与其他节点的信号编码不同。

b) 普通节点每隔1 s(可以改变,但不能太长,否则小车出现拐弯时运行轨迹可能不平行)进行一次定位,主控制器通过串口向各个单元发出定位信号并启动内部定时器,延时100 ms后依次读取8个超声测距单元所测得的a、b这2点到参考点的距离信息和2个光电编码器测距单元记录的位移信息,计算出移动小车的位置和运行方向。定时器定时到1 s后重复此过程。主控制器的软件流程如图6所示。

c) 2个光电编码器测距单元初始化后立刻开始记录轮子的位移,串口收到定位信号后,将记录的位移信息存到指定位置,等待主控制器读取,并从0开始继续记录位移情况。

d) 普通节点检测到定位信号后,接收红外和超声波信号,记录一组相对应的红外超声信号的超声波传输时间,存到指定的位置,等待主控制器读取。在串口接收到定位信号的开始100 ms时间内有这样的信号,则把第1次接收到对应的时间存人指定的位置就不再检测接收了,如果100 ms时间内没有检测到相应的信号,就送数据0到指定的位置。

(原文件名:图6.jpg)
4 系统误差分析及实验测距结果

定位误差主要有以下5方面:超声波器件的形状和安装位置造成坐标系参考点和待测目标点的位置偏差;系统电路器件延迟产生的误差;小车是不断运动的,由于超声波传输速度比较慢,请求定位时刻到定位完成,小车已经移动了一定的距离;在不能连续检测到足够参考点信号时,位置的确定依靠前一时刻的测量,会造成累计误差;温度条件对超声波的影响。

图7给出了在室温20℃、超声波速度为340m/s、小车2个轮子间距离为0.2 m、移动速度为0.2 m/s、平面二维定位实验测量的一段轨迹,实验通过对前3个方面误差补偿计算,使定位精度达到3 cm。

5. 结束语

因为光电编码器测距定位依靠前一测量点的信息,必然导致定位误差的累积;而红外超声三边测距法是一种只依靠当前测量点信息的绝对位置定位方法。此系统综合了这2种方法,消除了累积误差,并解决了定位盲区的问题,对移动小车有一个较准确的定位。
(428574542)

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 楼主| 发表于 2008-4-30 21:06:34 | 显示全部楼层
保洁机器人展示如何自动充电视频

Icy~Niki(549482064) 21:01:52
http://v.youku.com/v_show/id_ca00XNzgxMzkyOA==.html
Icy~Niki(549482064) 21:02:02
大家看下这个视频



Icy~Niki(549482064) 21:06:16
人家做的好好啊
http://so.youku.com/search_video/q_%E4%BF%9D%E6%B4%81%E6%9C%BA%E5%99%A8%E4%BA%BA


其中有个特有参考价值的http://v.youku.com/v_show/id_cl00XMTQyMzI3ODQ=.html
(428535241)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-5-1 08:01:35 | 显示全部楼层
基于行为的智能吸尘机器人设计
姚伟,付兴武
(辽宁工程技术大学电气与控制研究室 辽宁葫芦岛 1 23000)
自主吸尘机器人(AutonomollsCleaningRobot,ACR)又称为清洁机器人或智能吸尘器,是移动式智能机器人进人家庭的一个典型应用。其结合了机器人和吸尘器的核心技术,能在无人看守情况下轻松地完成实现家庭、宾馆、写字楼等室内环境的全自动清洁。集机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等诸多学科为一体。吸尘机器人作为智能移动机器人实用化发展的先行者,其研究始于20世纪80年代,他是目前家用电器领域最具挑战性的热门研发课题。目前国内外在吸尘机器人研究开发方面已取得一定的成果,并有成品上市。虽然自主吸尘机器人已经形成产品并推向了市场,但其性能还有待进一步提高。 l 基于行为

Rodney Brooks在1986年发表的论文中提到的包容式结构表明了基于行为的编程方法的正式起源。包容式结构:在进化过程中,人类永远不会丧失比较低级的和原始的大脑工程,而高级功能则在此基础上进行添加,因此在每个人的大脑内部都保留有类似于爬行动物的低级意识残余。与此类似,采用基于行为的方法需要为机器人设计一系列简单行为(所谓的行为也就是通过感知信息控制执行过程的算法),这些行为相互协调和协作,产生所需求的机器人整体行为。系统的行为并不是完全确定的,而是包含了很多随机的东西。执行过程并不十分稳定,但系统的整体行为是非常稳定的。基于行为的机器人将尽可能地将传感器信息同执行过程直接连接。具有很强的反射性:只要机器人对相关环境做出了判断,就立即采取行动。一有信息就立即据此动作。 2行为设计

行为分为2种类型:伺服行为和弹道式行为。伺服行为采用反馈控制环作为他的控制单元。弹道式行为,自始至终都会按照预先没定好的模式运行。弹道式行为的整体规划过程同实现程序代码密切相关,执行过程中的环境变化或者行为初始化过程中的任何微小错误(如噪声假信号所导致的误操作),都会给机器人带来麻烦,导致彻底失效。伺服行为具有良好的抗噪声能力,对工作过程中的其他微小故障也具有较强的容错性。 本文的行为采用有限状态机(Finite state Machine,FSM)使能够更方便地理解系统工作过程,从而可以容易地编写系统实现代码。

2.1 巡航行为

巡航行为是最基本也是机器人最常使用的行为。该行为使2个驱动电动机输出相同的转速,机器人近似直线的向前方运动,直到其他行为触发,当其他行为运行结束时,将又回复到巡航行为。

2.2 沿墙行走行为

沿墙行走行为能够帮助机器人在障碍物之间搜索路径。特别是对于多个房间的环境来说,在门的附近进行一小段沿墙行走行为将使机器人更有机会进入其他的房间,所以机器人在遇到障碍物时,隔一段时间需要进行一小段沿墙行走行为。如图1所示:

(原文件名:图1.JPG)
2.3 归航行为
归航行为与泊位传感器相结合,使机器人在电量不足时能够回到充电处进行充电,以保证任务能够完成。实现机器人归航行为的左右2个红外信标接收器的性能不可能完全一致,当机器人通过比较传感器输出确定出自己直接面/对光源时,其实际朝向却偏向光源的一测,机器人沿着某个螺旋线向着信标的位置前进。机器人前进的同时旋转,旋转角度ω=k(L一R),其中k为增益参数;L,R为红外接受器接收到的接受信号强度。当机器人电量不足时,机器人未必处于充电的房间,因此检测不到红外信标的信号,此时应触发沿墙行走行为使机器人走到能检测到信标信号的房间再触发归航行为。如图2所示。

(原文件名:图2.JPG)
2.4 逃离行为
逃离行为能保护机器人避免发生危险,保证任务得以顺利完成。机器人的旋转角度是用来平衡系统环境适应能力的一个重要参数。如果该值较大,那么机器人将能非常干净利索地离开墙或者其他比较大的障碍物;但机器人却因此而丧失了寻找狭小通路的能力,严重限制了他在错综复杂的环境中进行自主导航的能力;如果角度比较小,机器人将会比较容易地在凌乱的环境中穿行,然而在执行避开墙壁的操作时则需反复多次才能成功,因此应选择随机旋转角度。如图3所示。


(原文件名:图3.JPG)

2.5 防堵转行为
永磁直流电动机的输出转矩同电流成正比。当电动机两端施加电压而电动机没有旋转时,转矩和电流达到最大值。如果机器人同某个障碍物发生碰撞,并且驱动轮同地面之间具有很大的摩檫力,那么驱动电动机将会处于停转状态。因此,如果电动机具有最大电流,并且电流已经持续了相对比较长的时间,那么表明机器人已经同环境中的某个物体发生了碰撞。堵转检测传感器只有当电动机在高电流状态(高于某个阈值)下持续了一段时间才能断定已发生碰撞的判断(电机启动会产生瞬间电流峰值)。

2.6防静止行为

虚拟静止检测传感器只要通过软件实现即可。机器人在运动时各传感器的输出信息都可能在不停地变化,而一旦停止运动,所有传感器的输出信息都将保持不变。

2.7 系统结构

机器人的功能和运行方式决定了机器人的结构。系统结构图如图4所示。


(原文件名:图4.JPG)

2.8 差速驱动
差速驱动底盘通过控制2个驱动轮之间的运动差异来控制机器人的整体运动。无论多么复杂的运动都可以分解为平移运动和原地旋转运动。图5为差速驱动模型,描述了2个驱动轮的速度同机器人曲率半径之间的关系,曲率半径为rL=VLW/(VR一VL)。当两个驱动轮的旋转速度完全相同时.半径rL的值将趋于无穷大,此时机器入沿直线行驶的过程可以理解为机器人沿某个半径为无穷大的圆的旋转过程;当左轮速度为O时,rL等于0,机器人将会围绕左轮进行原地旋转操作,此时vL=v,Vr=wW+v;当左右2个轮子的速度相同而符号相反时,机器人将会围绕着自己的中心位置进行原地旋转(rL=w/2)。差速驱动机器人可以围绕2个驱动轮轴心连线上的任意一点进行旋转操作(包括机器人本体外的点)。负半径表示机器人沿弧线方向逆时针行驶;正半径方向表示沿弧线方向顺时针行驶。

3仲裁器设计

在某个时刻仅有一个行为触发,系统能够比较平稳地运行。但当多个行为同时触发,并且每个行为都需要机器人执行不同的操作时,机器人就需要利用仲裁机制来妥善处理这种关系。这里采用固定优先级仲裁,每个行为都被惟一地赋予一个优先级值,冲突发生时,执行优先级高的行为。行为在发出控制请求后,需要知道自己是否已经得到仲裁器的批准。仲裁器带有一定的输出,每个行为都赋予一个惟一标识符(ID:Identifer)。仲裁器输出仲裁获胜行为的标识符。每个行为通过将自己的标识符同仲裁器输出相比较,能够确定出自己是否已经拥有了对仲裁资源的控制权。

机器人在运行时,环境存在很多不可控因素,机器人的实际运行方式与所期望的有很大差异,有时传感器彻底失效,有时在信息检测过程中经常出现漏报和误报错误(漏报是指当环境中存在某种传感器应该能够检测到的信息时,传感器却检测不到;误报则是指传感器所检测到的信息在环境中是不存在或不正确的)。尽管在重要信息损失或者运动控制命令变质的情况下,性能会受到一定程度的影响,机器人程序也应该能够尽其可能地做到最好,而不是完全彻底地瘫痪。在子系统发生错误或者工作失败的情况下,系统这种能够降低水准继续工作的能力被称为优雅降级。本文设计的机器人具有完善的优雅降级功能(见图6)。在碰撞传感器失效的情况下,防堵转和防静止行为将保证机器人继续完成任务。

(原文件名:图5.JPG)

(原文件名:图6.JPG)

4机器人仿真及分析
对以上提出的基于行为吸尘机器人设计方案进行仿真,图7为机器人在模拟房间中清洁任务的仿真界面。机器人采用随机覆盖的模式,不知道自己的具体位置,因此不可避免地会再次访问已访问过的某个区域。随着机器人的运行,覆盖区域的增长速度呈递减趋势,区域覆盖率则可以近似表达为:覆盖率=(1-e-t/a)其中,f为时间变量;a为一时间常数。表明了机器人在不访问旧区域的情况下进行确定性覆盖所花费的时间。通过实验仿真运行情况来看,本文的设计方案完全可以满足要求。虽然随机覆盖方法没有确定性覆盖的低重复性,但他却能避免确定性覆盖所带来的价格、复杂性以及系统脆弱性问题。

5 结 语
基于行为的机器人设计方法不采用价格昂贵的单一类型传感器去获取难以达到的精度和可靠性,而是综合使用多个可靠性相对来说比较差一些的传感器系统,通过这些系统之间的优势互补使机器人具有更强的鲁棒性。

作者在结合传统的基于行为技术和传感器技术的基础上,选取最有效的行为搭配构建了整个系统,使整个系统的工作效率较传统的随机覆盖有了很大的提高。
(428318831)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-5-3 20:08:25 | 显示全部楼层
最近,老是要加班,公司没有QQ,也没有MSN,有什么问题可以发电邮给我,我会尽快回复的!
dragon045@163.com
(428251587)

出0入0汤圆

发表于 2008-5-4 14:49:09 | 显示全部楼层
我加入啊,还有位子不?
(428244919)

出0入0汤圆

发表于 2008-5-4 16:40:17 | 显示全部楼层
靠,楼上贴的一个付兴武原来是我们系的啊,就是没教过我
(428194355)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2008-5-5 06:43:01 | 显示全部楼层
我会把QQ会议上传的,所以大家不要担心加入不了!
还有几个位了!
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