RoboMouse - mały robot mobilny do celów badawczych.pdf

(2076 KB) Pobierz
174761650 UNPDF
Politechnika Wrocławska
Wydział Elektroniki
Instytut Cybernetyki Technicznej
Kierunek: Automatyka i Robotyka (AiR)
Specjalno±¢: Robotyka (ARR)
PRACA DYPLOMOWA
MAGISTERSKA
RoboMouse – mały robot mobilny do celów badawczych
Autor:
Prowadz¡cy prac¦:
Artur Honisch
dr in». Marek Wnuk, I-6
Opiekun:
dr in». Marek Wnuk, I-6
Ocena pracy:
Wrocław 2001
174761650.003.png
 
Spis tre±ci
1 Wst¦p
4
2 Podstawy teoretyczne
5
2.1 Ograniczenia fazowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.2 Model kinematyki robota mobilnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
2.3 Sterowanie i nap¦d robota mobilnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.4 Odometria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3 Konstrukcja robota RoboMouse 10
3.1 Płytka mikrokontrolera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2 Kodery impulsowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3 Sterowanie silnikami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4 Kamery linijkowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.5 Czujniki zbli»eniowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.6 Przetwornik A/C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.7 Komunikacja z komputerem PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4 Oprogramowanie 16
4.1 Oprogramowanie mikrokontrolera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.1.1 Funkcje TPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.1.2 Sterownik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.1.3 Regulator PID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.1.4 Kamery i czujniki zbli»eniowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.1.5 Komunikacja z komputerem PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2 Oprogramowanie wizualizacyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5 Podsumowanie
32
A Schematy, opisy wyprowadze«
33
B Zawarto±¢ no±nika CD-ROM
42
1
174761650.004.png
Spis rysunków
2.1 Ruch koła po płaszczy¹nie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.2 Traktor dwukołowy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.3 Robot mobilny Khepera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.4 Koncepcje nap¦dów kołowego robota mobilnego . . . . . . . . . . . . . . . .
8
2.5 Koncepcja nap¦dów robota RoboMouse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
2.6 Traktor dwukołowy z mechanizmem myszki komputerowej. . . . . . . . . . .
9
3.1 Robot RoboMouse (widok z góry). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2 Płytka mikrokontrolera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3 Koło i koder impulsowy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4 Mechanizm myszy komputerowej. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.5 Kodery impulsowe zastosowane w robocie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.6 Sposób sterowania silnikami. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.7 Mocowanie silnika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.8 Kamery linijkowe i czujniki zbli»eniowe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.1 Sygnały czujnika SFH910. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2 Maksymalny zakres wykorzystania rejestru match. . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.3 Diagram stanów funkcji WSPD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.4 Diagram stanów funkcji MSPD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.5 Przebieg bł¦dów regulacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.6 Diagram czasowy odczytu i przetwarzania danych z kamery. . . . . . . . . . 29
4.7 Okno programu wizualizacyjnego. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
A.1 Wyprowadzenia kamery linijkowej. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
A.2 Rozmieszczenie podzespołów robota RoboMouse. . . . . . . . . . . . . . . . 34
A.3 Kodery impulsowe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
A.4 Przetwornik A/C, kamery i czujniki zbli»eniowe. . . . . . . . . . . . . . . . . 36
A.5 Sterowanie silnikami. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
A.6 Schemat ideowy płytki mikrokontrolera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
A.7 Schemat wyprowadze« płytki mikrokontrolera. . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
A.8 Rozmieszczenie elementów na płytce mikrokontrolera. . . . . . . . . . . . . . 41
2
174761650.005.png
Spis tabel
4.1 Parametry funkcji WSPD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.2 Parametry funkcji MSPD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.3 Parametry funkcji QDEC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.4 Parametry funkcji MOD QDEC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.5 Przyporz¡dkowanie kanałów TPU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.6 Zmienne zawarte w strukturze Ctrl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.7 Warto±ci identyfikatora okresu podstawy czasu przerwania cyklicznego. . . . 24
4.8 Zmienne zawarte w strukturze M Reg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.9 Przyporz¡dkowanie sygnałów kanałom przetwornika A/C. . . . . . . . . . . . 28
4.10 Adresowanie układu MCY74028. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
A.1 Zł¡cze dodatkowej płytki z kamerami i czujnikami zbli»eniowymi. . . . . . . 33
A.2 Wyprowadzenia płytki mikrokontrolera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3
174761650.001.png 174761650.002.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin