Projet EurobotGroupe Systèmes Embarqués

1) Introduction2) Système de calcul3) Mouvoir le robot4) Saisir les palets5) Dépose des palets6) Repérage en relatif : l’odométrie7) Repérage en absolue : les balises8) Conclusion

Plan

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Introduction

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Le Concours Eurobot :• Du 20 au 24 mai 2009 à la Ferté-Bernard• Thème : Les Temples d’Atlantide• Empiler le plus de palets et linteaux • Durée d’une manche : 90 secondes• Un robot adverse par manche

Introduction

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L’aire de jeu :Distributeur (10 palets)

2,10 m Support Balise

Bordurede 7 cm

Placements fixes (4 palets)

3 m Placements aléatoires(8 palets)

Départ

Départ PaletΦ = 70H = 30

Linteau 200x70x30

Introduction

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Comptage des points :• Palet à plat et sur zone de construction• Comptage des points suivant la zone d’empilement

A partir de 1 pour un palet situé sur le sol A partir de 2 pour un palet situé à 3 cm du sol A partir de 3 pour un palet situé à 6 cm du sol ...

• Points des linteaux multiplié par 3• Pénalités en cas d’agressivité ou destruction

Introduction

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Stratégie de jeu :• Récolter 4 palets à la fois dans les distributeurs• Les stocker déjà empilés dans le robot• Poser sur la zone centrale Total de 18 points par cycle (3+4+5+6),2 fois pendant les 90 secondes de la manche.

Introduction

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Homologation :• Hauteur maximale de 35 cm• Essais pratiques d’homologation :

Quitter sa zone de départMarquer un point sans adversaireEviter un obstacle Limitation du nombre d’éléments emportésArrêt automatique au bout de 90 secondes

Introduction

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Processus de développement :

Introduction

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Répartition du travail:Groupe MQ• Pierre DAVY

(mouvements)• Patrick FAMEY

(capteurs, tapis roulant)• Alexandre HUNAULT

(étages de puissance )• Christophe LOCHIN

(servomoteurs, châssis)

Groupe SE• Jean Charles BADOCHE

(balises, asservissement)• Jean Charles BERTRAND

(dépose des palet)• Thomas CAPALDI

(approche du distributeur)• Maxime LE CADRE

(repérage par odométrie)

Système de calculThomas CAPALDI

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Système de Calcul

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FPGA• Cellules logiques élémentaires librement

assemblables

• Connexion de manière définitive ou réversible

Système de Calcul

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Avantages du système FPGA

• Schémas Logique• Programmation en VHDL• Processeur Soft-Core• système d’exploitationMultitâches

Système de Calcul

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Vue Globale de notre processeur soft-core

Système de Calcul

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• Prêt de l’école• Stockage de lignes de

code• CAN adaptable• Nombre de broches• Port PS2• Nombre de cellules

Logique

Carte UP3 de ALTERA

Mouvoir le robotJean-Charles BADOCHE

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Mouvoir le robot

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Cahier des charges• Avancer tout droit à différentes vitesses• Tourner sur soi-même • Se mouvoir d’un point A à un point B

(Combinaison de ses deux actions basiques)

Mouvoir le robot

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• Moteurs courant continu MLI

VCCclk INPUT

VCCv alue[7..0] INPUT

pwmOUTPUT

up counterclock

q[7..0]

counter1

inst

unsigned compare

dataa[7..0]

datab[7..0]alb

comparator

inst1

Mouvoir le robot

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Deux tâches distinctes

• Donne les ordres de mouvement à T2

• Lance les fonctions du distributeur et de largage

• Gestion des collisions

Séquençage des actions (T1)

• Avancer• Tourner• Aller à une position

Gérer la commande des moteurs (T2)

Passage des consignes par messagebox

Mouvoir le robot

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Asservissement de la trajectoire

• Position (X et Y)• Angle (par rapport à X)• Vitesse odométrique roues droites et gauche

Mouvoir le robot

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Tourner sur soi-même• Les roues tournent en sens inverse• Angle proche de l’angle de consigne

Mouvoir le robot

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Avancer tout droit• On fixe l’angle de consigne

• On accélère une roue et décélère l’autre (V)

• On asservit la vitesse (VV)erreur

Mouvoir le robot

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Aller à un point donné• On calcul l’angle entre la position actuelle et la position cible

• On asservit l’angle

• On corrige pour avoir la vitesse

Mouvoir le robot

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Aller à un point donné

• Avantages: on n’arrête pas le robot

• Inconvénient: détour

Solution: rotation

Saisir les paletsThomas CAPALDI

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Saisir les palets

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Stratégie pour l’approche:

Saisir les palets

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Stratégie pour l’approche:

Saisir les palets

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Stratégie pour l’approche:

Saisir les palets

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Stratégie pour l’approche:

Saisir les palets

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Stratégie pour l’approche:

Saisir les palets

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Capteurs: Télémètre infrarougeAvantages:• Sensibilité élevés • Simplicité du montageInconvénients:• Temps de traitement• Vieillissement des caractéristiques• Sensibilité thermique

Matériel utilisé:• Capteurs télémétrique• CANy = -131,65x5 + 980,14x4 - 2892,1x3 + 4231,8x2 - 3080,7x + 905,37

Saisir les palets

0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.20

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Distance en fonction du voltage

Polynomial (Distance en fonction du voltage)

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Dépose des paletsJean-Charles BERTRAND

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Dépose des palets

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• Règlement– Points– Limitation

• Stratégie

• Contraintes– Temps d’exécution– Constructions existantes

• Servomoteur pour la porte

• MCC pour le plateau– Commande en temps du signal– Rapport de PWM fixé

• CAN et Télémètre

pwm_serv oOUTPUTclk

value[7..0]

pw m

pw m

inst51

input const[7..0]

CONSTANTSELECT

inst8

10kHz

open_door

Dépose des palets

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Description de l’algorithme:

– Arrêter le robot– Orienter– Placer/Chercher une place– Approcher– Actionner / Dépose– Actionner / Repartir

Dépose des palets

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Dépose des palets

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OdométrieMaxime LE CADRE

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Odométrie

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Cahier des charges• Positionnement du robot• Position de départ connue• Incrémentation des coordonnées

Solutions envisagées Centrale inertielle, Encodeurs, Mesure courant

Odométrie

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Solution retenue : Capteur souris optique• Capteur CCD + LED + Lentille• Déterminer le relief observé

• Résolution : 800 dpi => Pixel 30,4 µm• Rafraichissement : 9600 images par secondes

• Branchée sur Port PS/2 via USB

Odométrie

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Pilote Quartus codé en VHDL

clock_48Mhz

reset

left_button

right_button

mouse_cursor_row[9..0]

mouse_cursor_column[9..0]

mouse_data

mouse_clk

MOUSE

RIGHT21

SYSTEM_CLK

mouse_row[9..0]

mouse_column[9..0]

mouse_reset VCCmouse_dataBIDIR

VCCmouse_clkBIDIR

Odométrie

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Géométrie et équations

DéplacementΔYc = ΔY

Odométrie

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Géométrie et équations

Angle de rotation

Odométrie

43

Géométrie et équations

Roue droite

Roue gauche

Odométrie

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Localisation dans le repère

Coordonnés sur X

Coordonnés sur Y

BalisesJean-Charles BADOCHE

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Les balises

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Cahier des charges• Taille maximale de 80x80x160mm• Autonomie

Recalage de l’odométrie + collision

Les balises

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Solution retenue• 2 balises sur distributeurs• 1 sur le bord

• 1 balise sur le robot adverse

Les balises

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Solution retenue

?!

?!

?!t = 0 sect = ε sec t = X sec

?!

Les balises

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Triangulation

Triangulation

Distance à la balise 1

Temps chronométré

balise 1

Distance à la balise 2

Temps chronométré

balise 2

Distance à la balise 3

Temps chronométré

balise 3

Les balises

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Triangulation

Les balises

51

Triangulation

Les balises

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Triangulation

Les balises

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Triangulation• Connaître la position du distributeur inconnu

Les balises

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Conclusion

55

Conclusion

• Le résultat

• Les enseignements

– Techniques

– Gestion de projet

– Humains

• Le travail qui reste faire56

Conclusion

Démonstration

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•Questions?

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