État d`avancement du projet

Projet SpinoS: conception et contrôle d’un
robot mobile à vitesses différentielles
présenté par: Julien Beaudry
directeur de projet: Romano M. DeSantis
École Polytechnique de Montréal
Plan de la présentation
• Introduction
• Description du problème
• Survol de la conception
• Contrôleurs (vitesses et suivi de ligne)
• État d’avancement du projet
• Travaux futurs
• Conclusion
Présentation de projet de fin d’études
Automne 2001
École Polytechnique de Montréal
Description du problème
Nécessité d’un nouveau robot
Présentation de projet de fin d’études
Automne 2001
École Polytechnique de Montréal
La compétition
Présentation de projet de fin d’études
Automne 2001
École Polytechnique de Montréal
Les objectifs du projet SpinoS
• Remporter le Championnat du monde de robotique
mobile
• Créer un robot modulaire offrant des possibilités
d’évolution intéressantes
Présentation de projet de fin d’études
Automne 2001
École Polytechnique de Montréal
Les critères de performance
• vitesse maximale en ligne droite supérieure à 2m/s
• accélération en ligne droite supérieure à 2m/s2
• vitesse angulaire maximale supérieure à 4 rad/s
• suivi de ligne avec une vitesse moyenne de plus de 2m/s
• poids total incluant les batteries de moins 15kg
Présentation de projet de fin d’études
Automne 2001
École Polytechnique de Montréal
Conception mécanique
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Automne 2001
École Polytechnique de Montréal
Suspension
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École Polytechnique de Montréal
Choix des moteurs
• vitesse maximale en ligne droite :
4,58 m/s
• vitesse angulaire maximale :
22,90 rad/s
• vitesse maximale en courbe :
3,26 m/s
• accélération maximale en compétition :
3,57 m/s2
Présentation de projet de fin d’études
Automne 2001
École Polytechnique de Montréal
Conception électrique
PC
embarqué
Caméra1
PC/104+
(PCI)
Batteries
24V
DC-DC
PC/104
(ISA)
Acquisition
vidéo
X3
Caméra2
Carte
PMD
Pont en
H
Moteur
DC
Encodeur
Carte
I/O
Capteur 1
Capteur 2
Capteur 3
.
.
.
STRIP
Présentation de projet de fin d’études
CATAS
: alimentation
: signaux numériques
: signaux de puissance
: signaux analogiques
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École Polytechnique de Montréal
Électronique de contrôle
Génération de
trajectoire
+
theta des.
+
-
E
+
PID+Vff
PWM
Pont
en H
SENS
enc
M
24 VDC
theta
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Module de suivi de ligne (STRIP)
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Choix des batteries
• Autonomie en suivi de ligne à haute vitesse : 80 min.
• Autonomie à basse vitesse : 3 hres
• Poids des batteries : ~ 5kg ( + du 1/3 du poids total ! )
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Automne 2001
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Module de ramassage de boule de billard
• solution originale, simple et efficace
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Détecteurs catadioptriques (CATAS)
Présentation de projet de fin d’études
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École Polytechnique de Montréal
Module de prise de décision
• Assure l’autonomie du robot (cerveau)
• Lecture des capteurs, prise de décision, génération de
mouvement
• Utilise le concept de machine à états :
• Possibilité d’imbriquer plusieurs machines à états
• Fonctionnement séquentiel robuste (prédéfini)
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Automne 2001
École Polytechnique de Montréal
Contrôleurs
• Contrôle de vitesse tangentielle et de vitesse angulaire
Vu_d
w_d
Cinematique
inverse
w1_des
w2_des
Controleurs
de
moteurs
V1
V2
theta1
Moteurs +
encodeurs
theta2
theta1, theta2
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Automne 2001
École Polytechnique de Montréal
Contrôleurs
• Contrôleur de suivi de ligne
Vu_d
Cinematique
inverse
w1_des
w2_des
Controleurs
de
moteurs
w_des
V1
V2
theta1
Moteurs +
encodeurs
theta2
theta1, theta2
Controleur de
suivi de ligne
lp
Module de
suivi de ligne
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État d’avancement du projet
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Automne 2001
École Polytechnique de Montréal
État d’avancement du projet
• Presque prêt pour remporter la compétition
• Robot modulaire (mécanique, électrique, informatique)
•Critères de performance:
√ vitesse maximale en ligne droite supérieure à 2m/s
√ accélération en ligne droite supérieure à 2m/s2
√ vitesse angulaire maximale supérieure à 4 rad/s
X suivi de ligne, vitesse moyenne de plus de 2m/s
√ poids total de moins 15kg
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Automne 2001
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Travaux futurs
• Mise en fonction du module de suivi de ligne
• Amélioration du contrôleur de suivi de ligne
• Utilisation de la vision artificielle
• Développement (ou achat!) d’un anneau de sonars
• Connexion Ethernet RF
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Automne 2001
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Conclusion
• Voilà, c’est fini !
• Des questions ??
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