מנחה:קובי כוחי

:מציגיםנעם נבון אלדד יחיה

GPSניווט ג'יפ רובוטי מבוססמצפן וחיישני מכשולים

Jeepy – Sחלק א' - חומרה

סקירת הבעיההחומרה

הרובוט◦GPSה ◦המצפן ומד זווית הגלגלים◦חישני קירבה אוטרסוניים◦דריברים ומנועים◦הבקר◦

סביבת העבודהLabviewדוגמת בקרה בעזרת ◦

מבנה המצגת

ניווט עצמאי של הג'יפ לפי תכנית נסיעה שהוזנה תוך כדיהתחמקות ממכשולים

:מפרט הדרישות נקודות ציון ברחבי הטכניון.4מעבר ב-◦ אזרחי(.GPS מטרים מהנקודה )דיוק 6דיוק של עד ◦

.שיטת העבודה שתידרש בסיום הפרויקטהזנת מסלול נ"צ לתוך הבקר ובחינת מיקומו לאורך מספר נקודות ◦

במסלול.שימוש בתצ"א או בנקודות ידועות שדיוקן גבוה )גיאודזיה( על מנת ◦

לבדוק את שגיאת המסלול של הג'יפ.

סקירת הבעיה

הרובוט הGPSהמצפן ומד זווית הגלגליםחישני קירבה אוטרסונייםדריברים ומנועיםהבקר

מאפיינים ויכולות◦

החומרה

מצפן

*

םשני

חיםו

גלגלית

זווימד

GPS

בקר

מייצב

דרייבר

דרייבר

מנוע

עמנו

עמנו

מצבר

מצבר מצבר

סכימת בלוקים

I2C

VGA Cable

PWM, Dig IO

PW

M

Analog IO PWM

Peg Perego - Gaucho Grande - מנועי 2הנעה Brushed DC היגוי – מנועBrushed DC

הרובוט

הצגת הטכנולוגיה ויכולותיהסיבות לחוסר דיוק◦

WAAS\EGNOS & DGPS - – חומרהLVS Garmin 16x

NMEAממשק ◦◦LVS

GPS

מצפןCMPS03 Devantech אות המצפן מתקבל בפרוטוקולI2Cבעיית הרעידה של המצפןמד זווית הגלגלים

המצפן ומד זווית הגלגלים

SRF04 - Ultra-Sonic Rangerאופן התקשורתמגבלות ואופן המיקום

חישני קירבה אוטרסוניים

– היגויNI9505.NIשל C seriesממשק – ◦

– מנועי 2הנעה DC.◦2 H-Bridgeנפרדים הפרדת אדמות אופטית.◦Amper 14הספק גבוה - ◦ ודיגיטלי.PWMממשק – ◦

דריברים ומנועים

National Instruments -Single Board Rio 9642 מאפייני הבקרממשקים

הבקר

Labview Robotics 2009סביבה גרפית( כלי אינטגרציהFPGA -VHDL, RT - C\Java).מודולים מובנים ואינטגרציה בחומרהתכנותconcurrent.פשוט יצירתGUIבצורה קלה "Under the hood"

LabViewסביבת העבודה –

Simple GUI

Front panel – Labview

Complex implementation

Under the hood

A closer look

Under the hood

חוג כיוון – בקרה כפולה

PID

פוטנציומטר

מצפן

GPS

Angle BearingTarget waypoint

Wheel (plant)

PID Controller

Labviewדוגמת בקרה בעזרת

Labviewדוגמת בקרה בעזרת

Jeepy’s controllerls

תודה על ההקשבה

מנחה:קובי כוחי

:מציגיםנעם נבון אלדד יחיה

GPSניווט ג'יפ רובוטי מבוססמצפן וחיישני מכשולים

Jeepy – Sמצגת סוף

סקירת הבעיהחוגי הבקרה

חוג כיוון◦חוג מיקום◦

אלגוריתמיםניווט◦התחמקות ממכשולים◦

תוצאותוידאו◦גרפים◦

סיכום ומסקנותרעיונות להמשךתודות ושאלות

מבנה המצגת

ניווט עצמאי של הג'יפ לפי תכנית נסיעה שהוזנה תוך כדיהתחמקות ממכשולים

:מפרט הדרישות נקודות ציון ברחבי הטכניון.4מעבר ב-◦ אזרחי(.GPS מטרים מהנקודה )דיוק 6דיוק של עד ◦

.שיטת העבודה שתידרש בסיום הפרויקטהזנת מסלול נ"צ לתוך הבקר ובחינת מיקומו לאורך מספר נקודות ◦

במסלול.שימוש בתצ"א או בנקודות ידועות שדיוקן גבוה )גיאודזיה( על מנת ◦

לבדוק את שגיאת המסלול של הג'יפ.

סקירת הבעיה

מסלול המטרה

מצפן

*

םשני

חיםו

גלגלית

זווימד

GPS

בקר

מייצב

דרייבר

דרייבר

מנוע

עמנו

עמנו

מצבר

מצבר מצבר

סכימת בלוקים

I2C

VGA Cable

PWM, Dig IO

PW

M

Analog IO PWM

מבנה ה"קוד"

חוג כיווןחוג מיקום

חוגי הבקרה

SteeringMotor

Bearing loop error

Bearing angle Jeep

position Position

Target waypoint

Target Bearing

Angle sensor

GPS and compass

PID

אלגוריתם ניווט

קבל נתוני מיקום וכיוון

חשב מרחק וכיוון ליעד

סע המהירות (60%גבוהה )

סע במהירות נמוכה )מהירות יחסית למרחק(

קרוב ליעד?

לא הגעת ליעד

?

לא

כן

סוף מסלול ?

התחלה

כן

החלף waypoint

לאכן

User Overrid

eSonar

Interrupt

Go Straight (Dubug)

Bearing lock

GPS Target

FPGA GUI – System Integrator

אלגוריתם ניווט

FPGA GUI

אלגוריתם ניווט

FPGA GUI

אלגוריתם ניווט

אלגוריתם ניווט

Motor FPGA Block diagram

TOP VI- Front Panel

TOP VI- Front PanelUser

Override

Sonar Interrupt

Distance

User Overrid

eSonar

Interrupt

Go Straight (Dubug)

Bearing lock

GPS Target

TOP VI – Steering LoopBlock Diagram

TOP VI – Steering LoopBlock Diagram

Steer PID VI

Obstacle AvoidanceFront Panel - FPGA

Obstacle AvoidanceBlock Diagram

וידאו חמיקה

תוצאות - חמיקה

וידאו מסלול

תוצאות - ניווט

תוצאות

תוצאות

:הרובוטבעיית ההיגוי◦שריפת הדרייברים◦חוג מהירות◦

סיכום ומסקנות

:סביבת העבודה והבקרסביבת העבודה מעולה לעבודה ברובוטיקה.◦ ממשקים נוחים מול החומרה חיצונית ופנימית. ◦ טובות.Debugיכולות ה ◦

סיכום ומסקנות

:החיישנים מציג יכולות מרשימות ודיוק גבוה מאוד.GPSה◦המצפן מהווה נקודת חולשה בגלל הרעידות.◦

סיכום ומסקנות

מכיוון שהפלטפורה אותה בנינו מאפשרת ממשק נוח, אפשר להוסיףלרובוט פונקציות רבות ומגוונות:

הוספת חוג מהירות – כיום שליטה במהירות היא ע"י חוג פתוח.◦הוספת מדידים אינרציאלים ויכולת לנווט את הרובוט בתוך מבנים, או אזורים ◦

גרוע.GPSבעלי אות הוספת יכולת ליצור מסלול ע"י אלגוריתם התווית נתיב שיאפשרו הזנת כתובת ◦

יעד בלבד, והמסלול יקבע עצמאית.הסבה של הרובוט ל"כלב נחייה" ע"י הקניית כל היכולות הנדרשות ממנו כמו ◦

מעבר חציה וסכנות אחרות ע"י הוספת מצלמה למשל ותגובה לפקודות קוליות.רובוט מדריך שילווה מבקרים הבאים לראות את הטכניון.◦

רעיונות להמשך

תודות ושאלות