迷你自主機器人開源分享

描述

介紹

我們的項目是在 kilobot 的基礎(chǔ)上制作一個機器人，并添加一個自主充電系統(tǒng)和一個更好的定位系統(tǒng)。該程序是工業(yè)項目的一部分，索邦理工大學(xué)作為工業(yè)部門，智能系統(tǒng)和機器人研究所 (ISIR) 作為客戶。

該團隊由 Polytech Sorbonne 的五名學(xué)生組成：

• 羅曼博博特
• 瑞安·達內(nèi)卡斯
• 馬修·古里雄
• 克里斯蒂安·哈格（項目經(jīng)理）
• 瓦倫丁雷納爾

千洛機器人

kilobot 是哈佛大學(xué)開發(fā)的一種移動設(shè)備。它是一個微型設(shè)備（直徑 33 毫米，高度 34 毫米），專為群體工作而設(shè)計。事實上，這些機器人是要成群結(jié)隊地運作的，多達一千個單位。它們主要用于實驗室目的以進行研究。

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哈佛大學(xué)開發(fā)的 Kilobots

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了解 kilobots

為了創(chuàng)建一個可以與實際的 kilobots 完全兼容的新機器人，我們首先需要了解它們的工作原理。我們將研究分為兩個主要部分：硬件一（電子原理圖）和軟件一（代碼）。

另一個重點是用于控制機器人的頂置控制器（OHC）。這就是使這個項目非常有趣的原因。事實上，OHC 允許您通過紅外線 (IR) 控制您的機器人，而無需將它們連接到您的計算機。您甚至可以直接通過它上傳您的代碼。

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開銷控制器

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硬件

首先，讓我們來看看硬件部分。kilobots 原理圖可分為五個主要部分：

• 控制所有組件的微控制器（atmega328p）
• 發(fā)射器部分，由晶體管控制的 IR 發(fā)射 LED 組成。它允許 kilobot 發(fā)送消息
• 收據(jù)部分，由紅外線接收器組成。它允許 kilobot 接收消息。接收到的信號在被微控制器分析之前通過運算放大器進行過濾和放大
• 允許 kilobot 移動的兩個振動電機。
• 充當(dāng)人機界面 (HMI) 角色的 RGB LED

軟件

要對您的 kilobot 進行編碼，您可以使用一個非常用戶友好的界面，它看起來很像 arduino 界面。有一個設(shè)置和一個循環(huán)功能。名為“kilolib”的庫為您提供了許多簡單的功能來設(shè)置 RGB LED 的顏色、發(fā)送或接收消息、讓機器人移動……

kilobot 在不同的狀態(tài)下工作，最重要的是：

• 運行狀態(tài)：執(zhí)行您編寫的代碼
• 暫停狀態(tài)：什么都不做
• 睡眠狀態(tài)：睡眠
• 電壓狀態(tài)：表示電池電量
• 上傳狀態(tài)：上傳新代碼

這是 kilobot 最起碼的功能。我們現(xiàn)在的工作是創(chuàng)造一個新的機器人，它具有相同的行為，能夠與 kilobots 通信，但它也將具有以下新功能：

• 添加定位系統(tǒng)。事實上，目前 kilobot 只有一個接收器。即使它可以估計發(fā)送消息的其他機器人的距離，它也無法知道那個機器人在哪里。所以我們需要找到一種方法，這樣我們就能或多或少地知道我們正在說話的機器人在哪里。
• 打造自主充電系統(tǒng)。目前，當(dāng) kilobot 需要加油時，必須用手將其放在充電站上。這真的很煩人，尤其是當(dāng)你有數(shù)百個機器人時。因此，我們的目標是創(chuàng)建一個“自主充電系統(tǒng)”，使千葉機器人無需操縱即可加油。

新定位系統(tǒng)

新的定位系統(tǒng)有 3 個紅外線接收器，因此他可以檢測來自 6 個不同方向的信息。此功能使我們能夠在每個 kilobot 收到的消息中獲得一個附加信息，即方向。因此，當(dāng)這個新的 kilobot 收到一條消息時，它會為用戶提供三個有用的信息：

• Message ：接收到的4字節(jié)數(shù)據(jù)內(nèi)容。
• 距離：兩個通信千頭機器人之間的距離。
• Position : 發(fā)送 kilobot 的相對方向，精度為 60°。

該代碼位于：https ://github.com/kristianharge/projetIndustriel

原理圖附在這篇文章中。

自主充電系統(tǒng)

自主充電系統(tǒng)由一面墻組成，它會發(fā)出特定信息，因此 kilobot 會將墻識別為充電站。然后，如果電壓低，kilobot 將在競技場中搜索充電站，一旦找到，它就會嘗試靠近，直到檢測到它正在充電。

結(jié)論

這個項目真的很充實，我們了解了很多對我們所有人來說都是全新的不同技術(shù)。除了龐大的技術(shù)學(xué)徒期外，我們還在管理和團隊合作技能方面下了很多功夫。ISIR 研究實驗室正在繼續(xù)這項工作，他們希望大約在兩年內(nèi)完成。