Челябинская область, г. Челябинск
МБОУ «Лицей № 11 г. Челябинска», 4 класс
МБОУ «Лицей № 11 г. Челябинска», 4 класс
УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ БЕСПИЛОТНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ПОМОЩЬЮ ПОВОРОТНОГО МЕХАНИЗМА СЛЕЖЕНИЯ
30
Ермаков Захарий
Научные руководители: Галка Алексей Анатольевич, Челябинская область, г. Челябинск, Инженерная школа «Сфера Знаний», Старший преподаватель, Капралов Александр Иванович, Челябинская область, г. Челябинск, Южноуральский Государственный Гуманитарный Педагогический Университет, доцент кафедры физики и методики обучения физике ЮУрГГПУ
Ит
30
Захарий Ермаков
Ит
УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ БЕСПИЛОТНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ПОМОЩЬЮ ПОВОРОТНОГО МЕХАНИЗМА СЛЕЖЕНИЯ
Корректность прохождения заданной траектории автономным транспортным средством - актуальная задача, которая возникает при создании роботов - манипуляторов, сервисных роботов, беспилотного транспорта.
В настоящее время проблема ограничения угла обзора при прохождении поворотов беспилотными транспортными средствами решается либо программным способом. Мощные и дорогие компьютеры реализуют алгоритм построения вектора траектории. Используя данные нахождения движущегося объекта в предыдущие и в настоящий момент времени, математически рассчитываются его координаты в следующие моменты времени. Это очень сложные математические вычисления и программирование таких алгоритмов тоже не простая задача.
Ещё один способ решения проблемы ограничения угла обзора, это использование дорогостоящих камер с широкоугольными объективами, объективы типа «рыбий глаз». Но в этом случае, по краям изображение сильно искажается, что тоже может привести к ошибке. Установка нескольких камер удорожает конструкцию и требует более сложной настройки и синхронизации.
Предложенный мной метод вращения камеры машинного зрения позволяет упростить и удешевить решение данной задачи. Актуален для складских или сельскохозяйственных роботов, при движении по траектории вдоль разметки, либо при использовании различных меток.
В настоящее время проблема ограничения угла обзора при прохождении поворотов беспилотными транспортными средствами решается либо программным способом. Мощные и дорогие компьютеры реализуют алгоритм построения вектора траектории. Используя данные нахождения движущегося объекта в предыдущие и в настоящий момент времени, математически рассчитываются его координаты в следующие моменты времени. Это очень сложные математические вычисления и программирование таких алгоритмов тоже не простая задача.
Ещё один способ решения проблемы ограничения угла обзора, это использование дорогостоящих камер с широкоугольными объективами, объективы типа «рыбий глаз». Но в этом случае, по краям изображение сильно искажается, что тоже может привести к ошибке. Установка нескольких камер удорожает конструкцию и требует более сложной настройки и синхронизации.
Предложенный мной метод вращения камеры машинного зрения позволяет упростить и удешевить решение данной задачи. Актуален для складских или сельскохозяйственных роботов, при движении по траектории вдоль разметки, либо при использовании различных меток.
Разработать поворотный механизм слежения для управления движением беспилотного транспортного средства.
- найти информацию о беспилотных автомобилях и их классификации;
- разобраться, как «видят» беспилотные транспортные средства;
- сконструировать автономное роботизированное транспортное средство;
- изучить принцип работы камеры технического зрения OPEN MV H7 Plus;
- разработать механизм поворота камеры, который опережает поворот колес;
- познакомиться с основными понятиями программирования на Python;
- написать программу управления для камеры и движения транспортного средства;
- провести эксперименты, проанализировать полученные результаты.
Рассмотрена проблема ограничения угла обзора при прохождении поворотов малого радиуса беспилотным транспортным средством. Предложен метод управления движением с помощью технического зрения. Изучен принцип работы камеры технического зрения OPEN MVH7Plus. Разработан механизм поворота камеры, опережающий поворот колес.
Создано автономное роботизированное транспортное средство, приводимое в движение электродвигателем, оснащённое поворачивающимися по принципу Аккермана передними колёсами. Модель состоит из платформы и колёсной системы от радиоуправляемой машины; мотора - редуктора 25GA (210 об/мин); драйвера двигателя; сервомотора TowerProMG90S; поворотного механизма с камерой технического зрения OPEN MVH7Plus; платы SPHERE74; аккумулятора LIPO 7,4V 5000 mAh. Управляется микроконтроллером STM32H743II, входящим в модуль камеры.
Программа работы двигателя и сервомотора вращения камеры написана на Arduino. В среде разработки OPEN MV IDE создана программа управления моделью на Python, использованы готовые библиотеки OPEN MV, в частности алгоритм движения вдоль белой линии, добавлен блок управления поворотом передних колес. На поле для соревнований беспилотных автомобилей проведены тесты. Без поворотного механизма слежения транспортное средство теряет разметку и не может пройти поворот малого радиуса, механизм позволяет преодолевать крутые повороты.
Предложенный метод вращения камеры машинного зрения позволяет упростить и удешевить решение задачи ограничения угла обзора при прохождении поворотов малого радиуса беспилотным транспортным средством.
Создано автономное роботизированное транспортное средство, приводимое в движение электродвигателем, оснащённое поворачивающимися по принципу Аккермана передними колёсами. Модель состоит из платформы и колёсной системы от радиоуправляемой машины; мотора - редуктора 25GA (210 об/мин); драйвера двигателя; сервомотора TowerProMG90S; поворотного механизма с камерой технического зрения OPEN MVH7Plus; платы SPHERE74; аккумулятора LIPO 7,4V 5000 mAh. Управляется микроконтроллером STM32H743II, входящим в модуль камеры.
Программа работы двигателя и сервомотора вращения камеры написана на Arduino. В среде разработки OPEN MV IDE создана программа управления моделью на Python, использованы готовые библиотеки OPEN MV, в частности алгоритм движения вдоль белой линии, добавлен блок управления поворотом передних колес. На поле для соревнований беспилотных автомобилей проведены тесты. Без поворотного механизма слежения транспортное средство теряет разметку и не может пройти поворот малого радиуса, механизм позволяет преодолевать крутые повороты.
Предложенный метод вращения камеры машинного зрения позволяет упростить и удешевить решение задачи ограничения угла обзора при прохождении поворотов малого радиуса беспилотным транспортным средством.
- предложен метод слежения камерой технического зрения для управления движением беспилотного транспортного средства;
- разработана конструкция механизма вращения камеры, которая может быть использована в различных сферах робототехники;
- сконструирована модель роботизированного транспортного средства;
- написана программа управления;
- проведены эксперименты показывающие, что механизм поворота камеры технического зрения, позволяет не терять белую разметку на поворотах, в том числе и малого радиуса, и обеспечивать их прохождение.
- получая новые знания в области физики и математики, определить время и условия принятия решения о повороте колес;
- использовать редуктор в конструкции механизма вращения камеры;
- учитывая, что камера технического зрения OPEN MV H7 Plus, поддерживает предварительно обученные нейронные сети, использовать эту возможность для контролируемого движения беспилотного транспортного средства.
Расписание работы выставки
25 марта, пн
Диалог с экспертами и посетителями
Объявление результатов выставки
12:30 - 14:00
26 марта, вт
14:00 - 18:00
27 марта, ср
14:00 - 17:00
29 марта, пт
15:00 - 17:00
Посетите выставку
и пообщайтесь с автором проекта
и пообщайтесь с автором проекта
Выставка открыта для посетителей 26 марта, вторник, с 14:00 до 18:00, 27 марта, среда, с 14:00 до 17:00 в учебно-лабораторном корпусе МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для определения точного времени посещения и организации прохода на выставку зарегистрируйтесь.
Для определения точного времени посещения и организации прохода на выставку зарегистрируйтесь.