La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

1 Facoltà di Ingegneria – Università degli studi di Siena Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms Relatore: Prof. Domenico Prattichizzo.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "1 Facoltà di Ingegneria – Università degli studi di Siena Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms Relatore: Prof. Domenico Prattichizzo."— Transcript della presentazione:

1 1 Facoltà di Ingegneria – Università degli studi di Siena Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms Relatore: Prof. Domenico Prattichizzo Correlatori : Prof. Antonio Vicino Dott. Marco Casini Tesi di Laurea di: Fabio Carusi

2 2 Obiettivo della tesi: Progettazione ed implementazione di una applicazione Hardware-Software per la realizzazione di esperimenti remoti di robotica mobile. Robot mobile realizzato con Lego Mindstorms Applicazione integrata nellAutomatic Control Telelab (ACT) Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

3 3 ACT – Automatic Control Telelab Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

4 4 Automatic Control Telelab (ACT) LAutomatic Control Telelab (ACT) è un laboratorio remoto sviluppato presso il Dipartimento di Ingegneria dellInformazione dellUniversità degli Studi di Siena con lo scopo principale di creare un ambiente didattico che permetta agli studenti di interagire con processi fisici attraverso la rete Internet Principali caratteristiche dellACT: Possibilità di realizzare esperimenti remoti di complessità e di tipo diversi su vari processi fisici reali. Compatibilità con qualsiasi calcolatore/browser web senza necessità di installare software aggiuntivo. Interfaccia grafica user-friendly ma allo stesso tempo completa e potente. Accessibilità in qualsiasi momento da qualunque calcolatore connesso alla rete Internet. Interazione basata su Matlab/Simulink Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

5 5 Lego Mindstorms Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

6 6 Lego Mindstorms Mindstorms è una linea di prodotti che il gruppo Lego ha introdotto a partire dalla fine del E una estensione della serie Lego Technic con elementi nuovi (RCX, sensori, attuatori) indirizzata alla realizzazione di piccoli robot autonomi. RCX Blocco programmabile da PC dotato di: tre porte dingresso (1,2,3); tre porte duscita (A,B,C); una porta ad infrarossi; un display; quattro pulsanti; un generatore di suoni; LRCX è alimentato con 6 batterie tipo AA che servono anche ad alimentare i dispositivi collegati. Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

7 7 Realizzazione dellapplicazione Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

8 8 Robot Mobile Il robot è un veicolo a due cingoli realizzato intorno allRCX. I due cingoli sono comandati da due motori Lego la cui velocità viene ridotta da un sistema di ingranaggi. Software di Comunicazione: S-Function RCX_Device Programma C mediante il quale vengono comandate le uscite e letti gli ingressi dellRCX in ambiente Simulink. Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

9 9 Il sistema di rilevamento Una telecamera posta a 3 metri sopra il pavimento acquisisce a intervalli regolari immagini dellarea di lavoro (320 x 240 centimetri). Un apposito algoritmo calcola posizione ed orientamento del robot Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms Le immagini vengono filtrate in modo da evidenziare i pixel più luminosi prodotti dalle tre lampadine poste sulla parte superiore del robot

10 10 Sistema di Ricarica Uso di batterie ricaricabili alcaline per alimentare lRCX. Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms Contatti stricianti per fornire lalimentazione necessaria. Circuito per la ricarica posto sul robot. Box di ricarica in cui il robot viene guidato da unapposita procedura software al termine di ogni esperimento.

11 11 Sicurezza Lesperimento viene interrotto in due casi: Quando il robot esce da unarea di 280 x 200 centimetri (per evitare che esca dallarea di copertura del sistema di rilevamento). Quando viene superato il tempo massimo assegnato (per evitare la monopolizzazione del processo). Video on-line Per fornire un convincente effetto presenza sono state installate 4 webcam che forniscono diverse visuali dellarea dellesperimento. Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

12 12 Analisi e sintesi di un controllore Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

13 13 Modello teorico (veicolo a due cingoli) posizione ed orientamento del robot velocità dei due cingoli distanza fra i due cingoli Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

14 14 Un modello che rispecchia il comportamento del robot in modo più realistico è stato stimato con tecniche di identificazione Dove F( ) indica la caratteristica dei motori riportata in figura Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

15 15 X Y Error_X Error_Y Posizione riferimento Distanza Angolare Robot Sintesi del controllore Fase 1 (posizione): I cingoli vengono azionati con velocità diverse In base alla distanza angolare dal target. In questo modo il robot procede con traiettoria curva verso la posizione di riferimento. Fase 2 (orientamento): Si attiva quando lerrore di posizione scende sotto una certa soglia. I cingoli vengono azionati in modo da far ruotare il robot su se stesso. Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms Il controllore realizzato si articola in due distinte fasi.

16 16 Un esempio di sessione Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms

17 17

18 18

19 19 Sviluppi futuri Esperimenti remoti di path-planning Modalità Competizione di studenti Esperimenti basati su più robot Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms


Scaricare ppt "1 Facoltà di Ingegneria – Università degli studi di Siena Controllo remoto di un robot mobile realizzato con Lego Mindstorms Relatore: Prof. Domenico Prattichizzo."

Presentazioni simili


Annunci Google