concevoir un robot avec les technologies microsoft
DESCRIPTION
La conception d'un robot requiert des compétences dans de nombreux domaines: mécanique, électronique, code et architecture logicielle... et le budget matériel n'est pas trivial! Le but de cette session est d'étudier les possibilités et les avantages de certaines technologies Microsoft: pour par exemple alléger la partie électronique (que ce soit en utilisant du matériel existant ou low-cost, ou encore en se servant du cloud), ou bien pour profiter de ses connaissances pour le code (.NET)... Bien entendu, nous y étudierons l'impact de Kinect, et si cette session est surtout dédiée à la robotique pour hobbyistes, les pros du métier devraient pouvoir y trouver des choses intéressantes aussi! Le créateur de CloroFeel (http://www.facebook.com/pages/Clorofeel-the-social-robot/211452818868673) viendra vous présenter son travail de conception de robots avec Azure!TRANSCRIPT
palais des congrès Paris
7, 8 et 9 février 2012
8/2/2012Nicolas Clerc / Pierre CauchoisQuidMind / Microsoft
Concevoir un robot avec les technologies Microsoft
La conception d’un robotUn hardware de référence MicrosoftEddie
De l’usage du cloud pour la robotiqueClorofeel
Une annonce à la fin!
Agenda
CONCEVOIR UN ROBOT
L’architecture « classique »
Cloud
"Cerveau"Processeur PuissantAlgorithmes compliquéesFramework robotique
"Colonne Vertébrale"Routines simplesinterface avec le matériel
Capteurs // Moteurs Matériel
Le choix le plus difficile! Pouvoir se le payer Savoir l’interfacer Faire des choix
cohérents
La recette du succès? En parler aux gens
qui connaissent Les forums
Le matériel
Faire plus de choses
Pèse plus lourd
Besoin de plus de
puissance
Coûte plus cher
La carte électronique qui vous permettra de brancher les capteurs, les moteurs, et l’alimentation Peut être constituée
de plusieurs cartes
Le choix du type de Microcontrôleur conditionnera la façon dont on la programme, et la complexité de l’électronique embarquée
La "colonne vertébrale"
Faire plus de choses
E/S plus nombreuse
s et sensibles
Alimentation plus
complexe
Coûte plus cher
La "colonne vertébrale" en .NET
Netduino .NET Gadgeteer
http://www.secretlabs.com http://gadgeteer.codeplex.com
La "colonne vertébrale" en .NET
Netduino .NET Gadgeteer
Moins cher 34-50$
Compatible Arduino Shields 100%
compatibles
Interfacer chaque capteur manuellement
Plus simple Modules à interfaces
standardisée
Plus cher… 10-20$ le module 30-100$ la carte
réseau 80-100$ la carte mère
http://www.secretlabs.com http://gadgeteer.codeplex.com
En général la carte la plus puissante, et donc la plus consommatrice de batterie Envisager une batterie séparée?
Les solutions « classiques » Carte PC industrielle Laptop Smartphone
Le cerveau
Carte industrielle type x86 comme: Roboard Une carte Advantech
Laptop Développement only - puis repasser sur carte
industrielle
Smartphone: why not? http://www.wpbots.com
Le cerveau en .NET
Choisir un OS pour son robot
Hardware
Temps-réel?
Smartphone?
X86/x64 ARM /MCU
Windows Embedded
CE
OUI NON
Prototype?
Windows "Classique"
Windows Embedded Standard
Windows Phone
.NET MF
OUI
Besoin d’un "vrai" OS?
OUI
NONOUI
NON
Répondre aux exigences des développeurs robotique Abstraction du matériel Composition des « briques de base » Reconfiguration dynamique des éléments Réutilisation des composants existants Simuler un environnement, un comportement
Microsoft Robotics Developer Studio
Un robot de référencepour Kinect
EDDIE
http://www.parallax.com
Une base solide Plateaux en ABS Batterie au plomb pour une autonomie de 4 à 7h Moteurs 12VDC ~150 RPM + encodeurs + contrôlleurs Capteurs de distances à ultrasons (2) et IR (3)
Une carte mère Propeller Alimentation de Kinect et des moteurs Branchement des capteurs et des encodeurs Lien série (over USB) avec le PC
EDDIE, c’est Parallax
Microsoft Robotics Developer Studio Plateforme de référence: EDDIE Set de services de base pour la carte propeller
et les capteurs Services fournis: navigation autonome avec
évitement d’obstacle
Kinect pour des scénarios de vision avancée Mesure de l’environnement Détection, suivi, interactions avec les
utilisateurs
EDDIE, c’est Microsoft
EDDIE
DEMO
"Augmenter" les fonctions du robot quand il est en ligne Scénarios dégradés en mode offline
Sauvegarder des données Online/offline intermittent
Accéder au robot Prise de contrôle à distance
Le cloud
Clorofeel - Nicolas Clerc
CLOUD + ROBOTIQUE
Une plateforme robotique, et pourquoi pas !
Windows Phone, une plateforme robotique ?
ConclusionPeu de choses manquent pour transformer votre compagnon de poche en un véritable robot.Economiquement très intéressant si vous possédez déjà un Smartphone. La robotique étant une passion assez rapidement couteuse.
Stratégie de conversion d’un Windows Phone en robot
Transformer votre WP en robot
Cas 1) WP = Cerveau + contrôle : SMARTBOT MINI Alpha
Exemple de contrôle analogique
Gestion du sens (Avancer, reculer, gauche, droite) ainsi que de la vitesse Solution hyper low cost
Prototype
La solution pour connecter Windows Phone au monde extérieur : Le câble port série WPBots.com pour Windows Phone utilisant la sortie audio
Connecter le Windows Phone
Permet d’ajouter un bus de communication standard sur WP en entrée et sortie Permet de piloter tous les équipements équipés d’un port série RS232 (PC, Imprimantes, µC, .Net µF dev board, Arduino, capteurs divers, lecteurs code barres, robots, …) Port série sur port jack audio (jack 3,5mm 4 broches TRRS – canal gauche + microphone) Protocole RS232 : 1 bit de Start, 8 bits de Data, 1 bit de Stop, pas de parité. Transmission : 9600 bps Réception : 600 bps Utilise entre autres le principe du MODEM (modulation/démodulation d’un signal numérique) Electronique analogique pour limiter les coûts Peut fonctionner en wireless grâce au profil Bluetooth A2DP disponible sur Windows Phone
Prototype
Prototype
Cas 2) WP = Cerveau : Premier robot de WPBots.com avec port série Windows Phone
Exemple de contrôle numérique
Le WP envoie les commandes à la carte µC par l’intermédiaire de la liaison série et reçoit en retour les valeurs des différents capteurs connectés à cette carte.
Double driver de moteurCâble port série WPBots.com pour WPCarte .Net Micro Framework avec CPU 32 bits ARM7 72MHzCapteur de lumièreMoteurs DC avec chenillesTélémètre IR
Mini plateforme robotique pour Smartphone
SmartBot Mini
• Dispose de plus de 20 accessoires différents (pince, stylo, …)
• Codeurs internes permettant asservissement et odométrie pour un déplacement précis et mesurable
• Phares avant pilotables ainsi que 5 sorties configurables en TOR ou Servo
• Port de mise en jour du firmware interne• µC Microchip PIC connecté au Smartphone
par le câble port série pour Windows Phone directement intégré
• Compatible Windows Phone, Android et IOS
• Accepte les plus gros Smartphones disponibles ainsi que certaines tablettes 5’ (jusqu’à 100mm de largeur)
• Plusieurs applications officielles disponibles pour les non-programmeurs.
Quand, où, combien ?SmartBot Mini : une plateforme abordable dans le monde de la robotique (<100€ TTC)Disponible courant d’année et visible à INNOROBO sur le stand de Microsoft.
Rendez-vous prochainement sur OverdriveRobotics.com
SmartBot Mini pour les développeurs
SmartBot Mini
Un SDK Windows Phone complet pour les développeurs
• Piloter facilement le robot (Avancer, reculer, gauche, droite, stop) pendant un temps, un angle ou une distance définie
• Activer les sorties « Tout ou Rien » reliées à vos accessoires• Piloter la position des servos pour contrôler des accessoires motorisés• Piloter l’allumage les phares avants
Des possibilités énormes grâce à Silverlight, XNA et les API Windows Phone
• Traitement d’image à l’aide de l’API camera disponible depuis Mango• Tracking d’objets• Reconnaissance faciale• Lecture de code barre, QRCode• Suivi de ligne, détection d’obstacle• Utilisation de tous les capteurs de Windows Phone : motion sensor (boussole,
accéléro, gyro), gsp,…• Reconnaissance vocale (from scratch ou en utilisant Dragon Mobile SDK de Nuance
par exemple)• Interactions avec le monde et les personnes par les actions du robot et l’écran du
smartphone• Compétition de robots, courses, combat de sumo• Danser sur le rythme d’une musique• Jeux interactifs• Surveillance à distance
ANNONCE
Microsoft sera à InnoroboRDV à Lyon – 14,15,16 Mars 2012
Pierre [email protected]@pierrecahttp://blogs.msdn.com/pierreca
Questions?
Nicolas [email protected]@nclerchttp://www.quidmind.comhttp://www.sablefin.net