Голова робота с датчиком расстояния и видеокамерой
После того, как шестиногий робот научился ходить в любых направлениях, обрел встроенный компьютер и избавился от USB-провода появилась возможность научить его ориентироваться в пределах квартиры. GPS в квартирах работают плохо и не дают нужной точности. Расставлять по квартире различные маячки тоже не очень хотелось, поэтому осталась идея измерять расстояния до предметов вокруг робота. Таким образом, можно научить робот не натыкаться на предметы и составлять карту помещения. Затем, имея такую карту можно научить его находить нужную точку на карте (комнату). Вместо нескольких датчиков решено использовать один инфракрасный датчик расстояния, вращающийся на 360 градусов. Скорость измерения в этом случае немного медленнее чем несколько датчиков расположенных по периметру робота, но зато дешевле и гибче в измерении и управлении. Заодно было решено добавить и камеру, что бы можно было управлять роботом в ручном режиме. Такая система была спроектирована, так выглядит модель:
Так как сервоприводы не вращаются на 360 градусов, передавать вращение пришлось через зубчатую передачу с передаточным числом 1 к 3 (хорошо видна на рисунке).
К сожалению, при проектировании модели не удалось учесть расположение кабелей к сервоприводам, датчикам и камере, так что бы они обеспечивали независимое вращение на 360 градусов датчикам расстояния и видеокамере. На реальной же модели, пришлось для этого сверлить специальные отверстия и пробрасывать дополнительные тонкие провода. Вот что получилось:
Голова робота с подключенными проводами перед установкой на робота:
И, конечно же, вариант в сборе:
Характеристики головы:
- Материал — 2 мм прозрачный акрил (оргстекло).
- Размеры — 122×122х150мм.
- Вес — еще не взвешивал.
- Сервоприводы TowerPro SG90. Один — для вращения датчиков расстояния, два других для поворота камеры в двух плоскостях
- Датчик расстояния — Sharp GP2Y0A02YK0F 20-150см.
- Моделирование деталей Компас 3D
В результате появилась возможность вращать датчик расстояния на 360 градусов и измерять расстояния до 150 см вокруг робота. Вращать камеру на 360 градусов, так же вокруг робота и наклонять ее вверх и вниз. Возможность установить второй датчик расстояния — Сонар LV-MaxSonar-EZ0 и измерять расстояния до 6 метров более широким акустическим лучом.
Трудности:
Собранная конструкция не понравилась, особенно после подключения сервоприводов тонкими проводами. Пришлось сверлить дополнительные отверстия, протягивать через них четырнадцать тонких проводов, оборачивать их вокруг центральной оси так, что бы обеспечить вращение на 360 градусов. Конструкция оказалась ненадежной и слабо разборной.
Миниатюрная Wi-Fi антенна впаянная прямо в плату разработчика Карамболы оказалась внутри корпуса робота окруженная кучей проводов и электроники. Судя по всему это повлияло на пропускную способность Wi-FI. Управление работает без проблем, а вот изображение с камеры то пропадает, то вообще не доходит. Пришлось подключить внешнюю антенну от старого Wi-Fi-роутера. Нужно будет продумать ее крепление.
Несмотря на малый вес камеры она находится достаточно высоко над основанием головы, поэтому иногда начинает дрожать, попадая в резонанс с колебаниями самого робота. Нужно будет обдумать и как то перепроектировать голову, но уже после проведения испытаний.
Все эти недостатки, к счастью, не мешают приступить к программированию алгоритма ориентации робота в пределах квартиры.
Плата сопряжения Первое тестирование вращающегося датчика расстояния