ARGroup Aleš Ruda

Robotem rovně 2017

by Administrator 20. May 2017 21:51

Pro letošní sezónu jsem opustit technologii FPGA se stereoskopickou kamerou vlastní konstrukce, ale ve 3D vnímání světa vidím mnoho výhod a tak jsem se rozhodl použit komerční RGBD kameru Intel RealSense R200 a SBC UP2, který jsem podpořil na Kickstarteru. SW jsem upravil z linuxu pro windows. Nakódoval jsem algoritmy pro detekci překážek z 3D kamery. Sonary jsem vyměnil za lidarem Slamtec RPLIDAR A2. Algoritmus VFH jsem nahradil navigací na gridu. No pak jsem už jen čekal až mi dorazí  UP2.  Jenže SBC mi do závodu nedorazil a tak jsem ho narychlo nahrazoval notebookem Acer Aspire ES13. A ejhle, notes lidar neutáhne. Nu což, pojedu bez lidaru. A takhle jsem dorazil do Písku

1. Kolo

Po startovním hvizdu robot vyrazil kupředu, ale něco je špatně. Jede mírně doleva a po cca metrech 30 vyjíždí do trávy. Krátká analýza problému, vypnutí všech neklíčových algoritmů, vlastně zbyl jediný – jízda podle kompasu a posunul jsem požadovaný směr jízdy o 5 stupňů doprava.

2. Kolo

Tentokrát byl výsledek mnohem lepší. 108 metrů bylo výrazné zlepšení, ale zase to táhlo doleva. Do třetího kola bylo spousta času a tak jsem se pustil do testování. Z logů vyplynulo, že do levého motoru je nutné posílat o cca 6% vyšší akční zásah, aby robot jel rovně. V několika iteracích jsem zvýšil zesílení regulátoru, upravil požadovaný směr jízdy a vše důkladně přetestoval na závodní dráze.

3. Kolo

Již první metry naznačily, co bude následovat. Robot jel krásně středem. Minul značku 100m, 150m, 200m, 250m a 314m v čase 305 sekund. Hurááááá. V tu chvíli to byl nejlepší výsledek závodu.  Jenže dlouho nevydržel. Famózních 214 sekund týmu Short Circuits je nepřekonatelných. Zvýšil jsem tedy rychlost na maximum.

4. Kolo

Vyšší rychlost se projevila jemným kmitáním robotu a opět táhnul doleva.  Závodní dráhu opustil u značky 120m.

Co se pokazilo?

Tak to bych taky rád věděl. Robot jel po cestičce, ale modrá čára v následujícím obrázku ukazuje kudy si robot „myslel“, že jede. Velmi dobře to souhlasí se zadaným směrem.  Zelená čára reprezentuje údaje z GPS. Domníval jsem se, že problém by mohl být v motorové jednotce, ale její testování neukázalo žádný problém. Že by magnetická deklinace? Ta je v ČR cca 3.5 stupně východně, ale já mám odchylku 7.5 stupně západně. Možná by pomohlo překalibrování kompasu, ale to nebude řešení celého problému. Zatím je to pro mne záhada. :-)

 

Mapa průjezdu 4. kolem

Závěrem bych rád poděkoval všem organizátorům za jejich nasazení a perfektně odvedenou práci.
Díky

Tags:

ARBot

ARBot Z - do nové sezóny s novým robotem

by Administrator 11. April 2015 21:23

Po více jako roce příprav se konečně podařilo sestavit nového robota. Vychází ze zkušeností s předchozím vozítkem. Dobře fungující věci byly zachovány a ty slabší byly přepracovány či aspoň vylepšeny.

V první řadě byla vyměněna řídící jednotka. Je použita vývojová deska Zedboard s SoC Zynq 7020 od Xilinx. K dispozici je 512 MB RAM, 32 GB SD, srdcem je dvoujádrový ARM Cortex A9 + NEON na 600 MHz a hlavně hradlové pole o 85 tisících logických jednotek. Zedboard běží na Linuxu a jako hlavní programovací platforma je použito mono a jazyk C#.

Místo smykem řízeného podvozku je použit diferenciální s 3. pasivním kolem. Modelářská kola o průměru 17 cm a dva motory PG36555126000-50.9K řízené profesionální jednotkou SDC2160 od Robotequ poskytují potřebnou trakci.

Šasí je postaveno z letecké 2 mm překližky a smrkových nosníků 7 mm. Prostě modelařina. Jednotlivé dily byly řezány laserem a až na pár drobných chybek ve výkresech vše sedlo naprosto dokonale.

Osvědčená AHRS VN-100 od VectorNav byla zachována, jen došlo k upgradu na nejnovější verzi. Obdobně GPS uBlox NEO 7M je novější verzí původní.

Počet sonarů byl zredukován na 2 a je použita levná verze HC-SR04 za to každý ze sonarů je možné natáčet servem. Uvidíme, zda to bude přínosem.

Serva ovládá jednotka SSC-32. 32 serv by mohlo snad stačit i do budoucna.

Novinkou v senzorech jsou dva optické odometry založené na ADNS 3080, snad pomohou lépe odečítat polohu a orientaci robotu. Dalším novým smyslem je "hmat". Robot má dva taktilní FSR senzory integrované v předním nárazníku.

Energii robotu dodávají 4 LiFePo články o kapacitě 14.5 Ah chráněné SBM. Dost bylo zoufalého pípání při podpětí a zničených článků.

To nejlepší nakonec. Z obrazu kamery se dá vytáhnout mnoho informací a tak má robot stereoskopickou kameru s čipy Aptina MT9V032, které mají globální uzávěrku a jsou schopny pracovat v HDR režimu. Data je nutné nějak zpracovat a právě k tomu je použito hradlové pole ze Zynq. Tím se nám kruh pěkně uzavřel. Jo, kamera je pohyblivá ve dvou osách.

A jak to celé vypadá?

 

 ARBot Z

ARBot Z

 

Časem přibude snad i nějaké pěkná výmalba.

Tags:

ARBot

ARBot hardware

by Administrator 14. October 2013 11:05

ARBot over the years has undergone several modifications. Its first version was prepared from the following components:

Of the component I constructed an experimental version of which was also reflected first problem. Smooth wheels work well on linu or wood flooring , but the ground slipping a robot is difficult to move.

 

ARBot - first attempt
ARBot - first attempt

Smooth wheels I mistook for outdoor version with 110 mm diameter. 

ARBot - first release after adjustments
ARBot - first release after adjustments

Another problem that could not be long to wait for the GPS. It turned out that the very serious problem with the signal reception near the Blackfin processor. For good, it was necessary to put GPS in a distance of about 50 cm from the DSP. This was not acceptable, so I chose LEA - 5H GPS from uBlox, which is substantially more interference. And if that was not enough so I found out by measuring the compass CMPS03 has a pretty bad transfer characteristics. Error 15 degrees is no problem. Graph unfortunately ended up somewhere in the dustbin of history and thus have no choice but to believe. Compass has been replaced by excellent AHRS module VN-100 from VectorNav. Which proved to be an excellent choice. Another modification was the replacement of motor units MD23, which solidified for better MD25. The last "blow" the decision of the organizers Robotur a duty to carry 5l keg of beer.

 

The final robot is composed of:

  • chassis A4WD1 from Lynxmotion,
  • 2 pcs MD25 motor controller,
  • 4 pcs EMG30 motors,
  • 4 pcs outdoor wheels 110 mm,
  • 3 pcs SRF08 sonar,
  • GPS uBlox LEA-5H,
  • AHRS vectornav VN-100,
  • OLED display μOLED-3202X-P1T
  • Control unit SRV01 with DSP BF537, camera OV9655 and WiFi module,
  • 10x NiMH 4,5 Ah.
ARBot - final version
ARBot - final version
ARBot - a look behind the scenes
ARBot - a look behind the scenes

Tags:

ARBot

ARBot hardware

by Administrator 28. September 2013 11:27

ARBot během let prošel několika upravami. Jeho první verze byla sestavena z následujících komponent:

Z uvedených component jsem sestrojil pokusnou verzi na které se projevil take první problem. Hladká kola dobře fungovala na linu či parketách, ale v terénu prokluzovala a robot se špatně pohyboval.

ARBot - první pokus

Hladká kola jsem vymněníl za outdoor verzi o průměru 110 mm.

ARBot - první verze po úpravách

Dalším problémem, který na sebe nedal dlouho čekat, byla GPS. Ukázalo se, že ná velmi vážný problem s příjmem signalu v blízkosti BlackFin procesoru. Pro dobrý příjem bylo nutné dát GPS do vzdálenosti cca 50 cm od DSP. To nebylo akceptovatelné a tak jsem vybral GPS LEA-5H od uBloxu, která je podstatně odolnějsí rušení. A aby toho neylo dost tak jsem měřením zjistil, že kompas CMPS03 má dost mizernou převodní charakteristiku. Cyba 15 stupnů žádný problem. Graf bohužel skončil kdesi v propadlišti dějin a tak nezbývá než uvěřit. Kompas byl nahrazen vynikající AHRS jednoutkou VN-100 od VectorNav. Což se ukácalo jako dobrý tah. Další úpravou byla výměna motorových jednotek MD23, které tuhly za kvalitnější MD25.  Poslední "ranou" bylo rozhodnutí organizátorů Robotur o povinosti vézt 5l soudek piva.

 

Finálně je robot sestaven z:

  • šasi A4WD1 od Lynxmotion,
  • 2x motorové řídící jednotky MD25,
  • 4x motory EMG30,
  • 4x outdoor kola 110 mm,
  • 3x sonar SRF08,
  • GPS uBlox LEA-5H,
  • AHRS vectornav VN-100,
  • OLED display μOLED-3202X-P1T
  • řídící jednotka SRV01 s DSP BF537, kamerou OV9655, a WiFi modulem,
  • 10x NiMH 4,5 Ah.
ARBot - finální verze
ARBot - finální verze
ARBot - pohled pod pokličnku
ARBot - pohled pod pokličnku

Tags:

ARBot

ARBot zvítězil v Robotour 2013

by Administrator 23. September 2013 12:37
Pohár

Letošní ročník Robotour se konal v polské Lodži pod záštitou tamní university. Roboty se proháněly po památkově chráněném parku Jozefa Poniatowkiego. Počasí se vydařilo a tak jedinou nepřijemností byla tragická dopravní situace. Posledních 150 km před Lodží jsme jeli 3.5 hodiny.

Nulté - testovací kolo proběhlo velmi dobře až na cíl, kde robot misto aby se otočil zpět ke startu začal kroužit dokola. Že by nějaká chybka? Vlastně dvě. Kroužit by robot neměl. Při zatáčení by měl omezit dopřednou rychlost tak aby právě ke kroužení nedošlo. A za druhé se měl otočit a jet ke startu. Na opravu bylo času dost a tak jsem se do ní pustil. Omezení dopředné rychlosti bylo kvuli testu v minulosti zakomentovano a pro návrat ke startu chyběla jedna podmínka. Zadal jsem cílové souřadnice 1. kola a hurá na start.

1. kolo - startovní hvizd, minutový odpočet a ... nic. Robot jen sebou škubnou a zastavil se. V tu chvilku jsem si vzpoměl na předešlý večer jak jsem Martinovi říkal, že do fungujících věcí se nemá šahat. Byl jsem na sebe pěkně naštvanej.  Nu co 50 minut by na opravu mohlo stačit, vždyť chybka může být jen na jednom řádku s podmínkou pro návrat na start. A taky přesně dle Murphyho zákonů byla. Ještě to otestovat a hurá do druhého kola. Ale co to!? Robot co chvilku zchromnul na zadní kolečka, která se přestala otáčet. Obdobně mi už jednou tuhly motorové jednotky MD23. Fakt už jsem viděl všechno četně! Čas druhého kola nadešel a tak nebylo už co řešit. Buť to vyjde a nebo ne.

2. kolo - robot se rozjel a tak mi spadl kámen ze srdce. Je pravdou, že po několika desítkách metrů v táhlé zatáčce se začal podivně cpát doprava a pak i zabočil do divné cestičky, ale po pár metrech se otočil a vrátil se zpět na správnou cestu. Po několika dalších desítkách metrů zas táhnul doprava. Otočil se do protisměru a cca 10 metrů se vrátil, následovalo otočení do správného směru. Taková zajímavá osmička. Tohle zopakoval ještě jednou, ale naštěstí se stále držel na cestě. Postupně čím dál častěji robot pípáním oznamoval pokles napětí na baterkách. Závěrečnou rovinku již projel bezproblému. V cíli se otočil a vydal se jinou cestou ke startu. Po cca 100 metech už pískal permanentně a téměř se přestal pohybovat. Baterka byla na dně. A tak byl robot zastaven. Super výkon.

3. kolo - po krátkém nabíjení se robot opět rozjel. Zvládnul dvakrát správně odbočit a pak se zastavil 150 metrů od cíle na terénní nerovnosti kdy se dostaly dvě kola do vzduchu. I tak byl v kole nejlepší.

4. kolo - start z 1. pozice. Počáteční mizerná nálada byla ta tam. Robot perfektně projel úvodní rovinku a po odbočení začal objíždět lavičku bohužel směrem do trávníku.

[youtube:Xxb1eJOH4Kc]

 

Po sečtení výsledků ze všech 4 kol ARBot vystoupal na pomyslnou zlatou bednou.

 

Na tomhle místě bych chtěl poděkovat všem organizátorům za úžasné nasazení. 

Dik

 

 

 

 

Tags:

ARBot

ARBot wins Robotour in Lodz

by Administrator 23. September 2013 11:53
Cup

This year Robotour held in Poland Lodz, under the auspices of the local university. The robots chasing after conservation park Jozef Poniatowkiego. The weather was great so the only inconvenience was a tragic traffic situation. The last 150 km before Lodz we drove 3.5 hours.

Zero round - test run went very well until the goal, where robot instead turned back to the start began to circle around. Some kind of bug? Actually two. Robot does not circle. In turn should reduce the speed so that the right to prevent rolling. A second was to turn around and go to the start. The repair was time enough, so I started with her. The forward speed was due to the test in the past commented out and return to the start lacked one condition. I entered the target coordinates for first round and go to the start.

First round - starting whistle - minute countdown and ... nothing. Robot just flinches and stopped. At that moment I remembered the night before as I'm Martin said that the working of things not reach. I was pissed at myself. Well what 50 minutes would be enough to fix, you may just be a bug in one line with the requirement to return to the start. And exactly according to Murphy's law was. Do this test and go to the second round. But what!? Robot that moment lame the rear wheels, which stopped spinning. Similarly, I once solidified MD23 motor drive. The fact I've seen all the numerous! Time the second round came and it was not what solved. Be the it works or not.

Second round - robot is started, so I relieved. It is true that after a few tens of meters in rod began to bend oddly stuff right and then robot turned into strange paths, but after a few meters it turned and went back to the right path. After a few tens of meters again pulled to the right. He turned in the opposite direction and about 10 meters returned, followed by a turn in the right direction. Such an interesting eight. This is repeated once more, but fortunately still kept on the road. Gradually more and more robot beeps announcing the voltage drop on the battery cells. The final straights already passed unproblematic. Finished he turned and went the other way to start. After about 100 meters refers was whistled constantly and almost stopped moving. The battery was on the bottom. And so the robot stopped. Super performance.

3rd round - after a brief charging the robot started again. Managed properly turn twice and then stopped 150 meters from the target on uneven terrain when it got two wheels in the air. I was so in round best.

4th round - start from the first position. Initial lousy mood was gone. Robot perfectly drove home stretch and after the turn began to tour the bench unfortunately towards the lawn.


[youtube:Xxb1eJOH4Kc]

ARBot takes first place after counting results from all 4 rounds.

At this point I would like to thank all the organizers for the wonderful effort.
 

Thanks 

 

 

 

Tags:

ARBot

Úspěch na Robotem Rovně 2013

by Administrator 22. May 2013 10:44

První letošní soutěž outdoor robotů je za náma.

Po zkušenostech z minulých let jsem se rozhodl nevymýšlet pro letošek nové a dokonalejší algoritmy, ale soustředit se na jejich perfektní odladění. Jedinou změnou tak byla předělávka algoritmu pro detekci hranice vozovky. Jinak vše při starém.

Robota jsem testoval na téměř rovném úseku mezi Jižákem a Kateřinkama o délce cca kilometr. Vše fungovalo více jak dobře.

Příprava na Robotem Rovně 2013 [youtube:UWz0u1cn5Sc]

Na vlastní soutěž jsem jel s velkou nadějí. Počasí po cestě do Písku vypadalo dost děsivě. Naštěstí v 8 ráno se na jiho-západě objevilo modrojasno a tak už to zůstalo po celý den.

Na startu prvního kola jsem ftipkoval se sudím, že se nebudem vzájemně zdrožovat ať tam napíše 314 metrů. O 12 minut později robot skutečně 314 metrů ujel. Stejného výkonu dosáhnul i v dalších kolech jen v malinko lepším čase. Na trati se projevoval jediný problém pár metrů před prvním stánkem, kdy robot 3 krát ze 4 případů prudce zahnul doleva, ale po cca 1 metru se zas srovnal. Po druhém kole jsem uvažoval, že zvýším rychlost robotu na 1.5 m/s, abych časově dohnal robota Explorer, ale do věcí, které fungují se nemá hrabat a tak jsem ponechal prověřených 0.5 m/s.

Průjezd cílem 4. kola [youtube:6zHxx_LyT_8]

Výsledné 2. místo je skvělým úspěchem a dává naději na dobré umístění v podzimní Robotour.

Chtěl bych poděkovat Radioklubu Písek za perfektní organizaci a nádherné počasí.

Tags:

ARBot

Detekce kraje vozovky

by Administrator 11. April 2013 11:19

Vyjdeme z jednoduché představy. Pro levý okraj platí, že vlevo od něj není cesta a v pravo až ke středu cesta je. Pro pravý okraj platí to samé jen stranově otočené.

(1)
  • - kriterium levého kraje vozovky
  • - pravděpodobnost sjízdnosti vozovky
  • - levá hranice vozovky
  • - střed vozovky

Levý kraj vozovky je v místě kde nabývá maxima. Vztah (1) lze dále upravovat.

(2)

Poslední člen je konstanta a polohu maxima vůbec neovlivní. Stejně tak je možné výraz násobit libovolnou konstantou. V diskrétním případě integrály přejdou na sumy a výpočet je možné udělat iteračně.

(3)
(4)
Obrázek – detekce okraje vozovky

Tags:

ARBot

Robotour 2012

by Administrator 21. September 2012 11:03

Minulou sobotu se konal další ročník Robotour. Po Bratislavě a Vídní se soutěž vrátila do obtížného prostředí Stromovky. Spousty stromů blokujících GPS sigál, různé povrchy, výmoly a muldy, někdy pekně zelená traička a jindy zas hlína těžky odlišitelná od chodníku.

V pátek se konala homologace. Po drobných problémech jako jsou pády SW robota a absence některých cest v mapě se podařilo homologovat. Další čas jsem věnoval obhlidce prostředí a testování.

[youtube:tbOjNT5ZXAk]

V sobotu v 9:30 se konalo testovací kolo. Robot ani po 10 minutách nechitil GPS signál a tak velmi rychle skončil mimo cestu.

První kolo bylo naplánováno na 11:00. Dvacet minut dopředu jsem spustil robota aby chytil GPS, to se podařilo velmi rychle a tak jsem hýřil dobrou náladou. Deset minut před startem byly předány souřadnice startu. Zadat je do programu, prěkompilovat, a nahrát do robotu jsou cca 3 minutky práce. Ověřit správnost zadání a již jen čekat na první a druhý hvizd 2 a 1 minutu před startem. Čas startu se blíží a nervozita vrcholí. Ozívá se hvizd. V pohodě jestě jedna minuta, ale proč všichni šahli na roboty a odstoupili? To byl asi už ten druhý hvizd blesklo mi hlavou a také jsem robota odstartoval. Martin Dlouhý jen konstatoval "ARBot diskvalifokován". Ach jo, za blbost se platí.

Druhé kolo v 14:00. Jediné co mi letělo hlavou bylo dávej pozor. Ulovit GPS signál, zadat souřadnice, překompilovat, nahrát, první, druhé písknutí a start. Tentokrát to vyšlo. Robot brzy dojel zácpu která vznikla na cestičce.

[youtube:7cGjgg9iqVw]

Předjel Karlíka, projel první křižovatku a před druhou křižovatkou ještě předjel Shorty.

[youtube:wxqFlOW_A0c]

Na další křižovatce ARBot odbočil doprava a miřil k cíli. Bohužel po několi desítkách metrů náhle odbočil doleva. Zrovna v místě kde nebyla mimo cestu tráva. Ale proč odbočil? Při pohledu do mapy bylo hned jasno. Krátká cestička v místě schodů. V tomto kole ARBot dojel nejdál ze všech robotů. Super. :-)

Do třetího kola v 16:00 jsem šel s velkou nadějí. Start se zdařil. Robot se úspěšně vyhnul ostatním robotům a řítíl se přes mostek, kde dojel stojící Quido. Bohužel zrovna v okamžiku kdy Quido začal couvat. Ani jeden z robotů už nestačil zastavit.

ARBot se celkově umístil na 5. mistě což je určite pěkný výsledek.

 

Rád bych poděkoval organizátorům za perfektní práci a již teď se těším na další ročník, který se bude konat v Polsku.

 

 

Tags:

ARBot

Robotem rovně 2012

by Administrator 12. June 2012 20:22

Letošnímu ročníku oblíbené robotické soutěže nepřálo počasí. Jak říká klasik "Chčije a chčije". Robot byl navlečen do pláštěnky z igelitové tašky a pro jistotu byl ještě doplněn inteligentním nosičem deštníku.

Robotem rovně 2012 - ARBot
Robotem rovně 2012 - ARBot

Hmed od homologace robot z nejasného důvodu táknul doprava. Jediné co bylo možně rychle udělat bylo upravit bajvoko deklinaci kompasu a hurá do prvního kola. Bohužel po 33 metrech robot vjel do travy. Jen tak mimo soutěž následoval posun robota na střed cesty a restart. Ejhle robot dojel az do cile.

Do druhého kola jsem znovu upravil deklinaci kompasu a robot tentokrát dojel na znacku 75 metrů. Po restartu opět dojel až do cíle. Zajímavé bylo, že největší odchylka směru byla hned na startu. Že by nějaké porušení magnetického pole? Že by to způsoboval ten vobrovskej reprák po pravé straně?

Třetí kolo probíhalo dle známého scénáře. Úprava deklinace, start a vyjetí po 80 metrech. Nebudu to dál natahovat. Valnou část problému s kompasem jsem si způsobil sám. Kompas jsem kalibroval bez namontovanýho displeje, na kterým je malinkej repraček a tím se to celé rozhodilo.

Celkové 6. místo bylo určitě pod očekáváním, na druhou stranu nový lokalizační algoritmus dokázal robota udržet na cestě i přes chybu údaje kompasu.

Organizátoři odvedli skvělý výkon, účast byla hojná a tak jediné co se nepovedlo bytlo to počasí.

Tags:

ARBot

Month List