Разработка прототипа интеллектуальной роботизированной платформы для создания робота-гида

Материал из BrSTU Robotics Wiki
Перейти к: навигация, поиск

Постановка задачи на проект

Планируется использование робота-гида во время проведения ЧМ-2014 по хоккею в Минске

Описание проекта

Главной задачей робота-гида является проведение экскурсий на выставках и музеях. Робот-гид должен предоставлять мультимедийную информацию об экспонатах, а так же свободно перемещаться между ними по заранее запланированному или сформированному посетителями маршруту. Естественно при передвижении робот не должен сталкиваться ни с людьми, ни с какими-либо препятствиями для его движения. Для этого он должен двигаться не только по статически сформированной траектории, но так же динамически строить новую, реагируя на изменения в окружающей его среде.

Цели проекта

Создание интеллектуального мобильного автономного робота для информационной поддержки во время проведения мероприятий.

Задачи проекта

  • Разработка мобильного автономного робота.
  • Разработка интеллектуальных алгоритмов управления автономным мобильным роботом в неизвестной динамической среде.
  • Разработка модуля информационной поддержки проведения мероприятий.
  • Разработка программного обеспечения модуля информационной поддержки.
  • Разработка человеко-машинного интерфейса управления мобильным автономным роботом и модулем информационной поддержки.

Этапы проекта

Проект рассчитан на 3 года: 2011-2014 год. Исследования финансируются грантом Министерства образования Республики Беларусь №ГБ11/116 и грантом БРФФИ Ф11-ЛИТ003.

( заполнить )


Состав команды разработчиков

В разработке участвует весь преподавательский состав СНИЛ "Робототехника" в составе:

  • Дунец Андрей - руководитель проекта
  • Кабыш Антон - аспирант
  • Дунец Иван - аспирант
  • Касьяник Валерий - аспирант
  • Демин Владимир - магистрант
  • Михняев Андрей - магистрант (участвовал до 2012 года)

Работа над проектом

Разработка проекта ведется в трех направлениях: механика, электроника, программное обеспечение. Отдельной работой выполняется моделирование всех подсистем и робота в целом. Также важной составляющей работы является подготовка информационного наполнения робота-гида для проведения конкретных мероприятий. Приведенные выше направления работы выделены в соответствующие разделы.

Механика

В данном разделе приводится описание механики робота.

Проектирование механики

Задачи механики робота-гида:

  • Задача1
  • Задача2
  • Задача3

Требования к механике:

  • Требование1
  • Требование2
  • Требование3

Комплектующие:

  • Каркас из ПВХ (размеры)
  • Мотор-редукторы ()
  • Вспомогательные колеса

Размеры робота:

  • Высота:
  • Радиус:
  • Просвет:
  • Масса робота:

Результаты проектирования механики: Для проектирования механики, каркаса робота-гида в СНИЛ "Робототехника" была использована среда трехмерного моделирования Google SketchUp.

  • Результаты проектирования каркаса робота и расположения внутренних частей представлено в галерее (Моделирование внутреннего расположения модулей). Исходники моделей доступны тут: Файл1, Файл2, Файл3.
  • Результаты проектирования технического дизайна робота-гида представлено в галерее (Дизайн робота-гида). Исходные файлы доступны тут: Файл1, Файл2, Файл3.

Реализация механики

Каркас робота гида и механика представлены на рисунке справа.

Робот гид
Прототип 0

Первый вариант механики и технического дизайна робота-гида представлен в галерее (Прототип 1). После доработок и изменения некоторых деталей был разработан второй прототип, представлен в галерее (Прототип 2).

Электроника

В данном разделе приводится описание электроники робота.

Проектирование электроники

Задачи:

  • Управление мотор-редукторами.
  • Питание моторов, электроники
  • Связь

Требования:

(заполнить)

Реализация электроники

  • Силовая электроника
  • Управляющая электроника
  • Сенсорная подсистема

Программное обеспечение

В данном разделе приводятся наработки по программному обеспечению.

Проектирование ПО

(заполнить)

Реализация ПО

ПО для платформы:

  • Прошивка управляющего МК(Arduino): Файл1.

ПО для модуля информационной поддержки:

На данный момент выдача информации роботом-гидом предусматривается через экран и голосовые генераторы. На данный момент для исследований в этой области применяется голосовой движок festival из пакетов для Ubuntu.

  • Скрипт для генерации голосовых сообщений: Медиа:Bh.txt. Пример произношения: Медиа:sp.mp3
  • Необходимо разработать картинку лица робота-гида.

ПО для бортового компьютера:

(заполнить)

Модели робота-гида

Компьютерная модель Player/Stage

Для разработки компьютерной модели робота использована среда моделирования Player/Stage. Сенсорная система робота представлена ультразвуковыми и инфракрасными типами сенсоров. Выбор этих сенсоров обусловлен их низкой стоимостью. Робот так же оснащен одометрами и гироскопом. Эти сенсоры используются для позиционирования робота. В компьютерной модели робота эти сенсоры в моделировании не используются, вместо этого в данные о текущей позиции и ориентации добавляется аккумулируемая погрешность. Результат моделирования представлен в галерее (Моделирование робота-гида).

Информационное наполнение робота-гида

В данном разделе выкладываются наработки по информационному наполнению робота-гида для различных мероприятий.

Название мероприятия Исходники информации Примечание
Демо для российских журналистов Медиа:Sp.txt Текст первой экскурсии робота-гида для журналистов российского телевидения
Демо для выставки на Неделе науки
Выставка Тибо-2012


Ссылки

Галерея

Дизайн робота-гида

Моделирование робота-гида

Моделирование внутреннего расположения модулей

Фотографии прототипов робота-гида

Прототип 1