Cơ sở Robot PC Máy tính xách tay nhanh: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Là sự hợp tác giữa TeleToyland và RoboRealm, chúng tôi đã xây dựng một cơ sở nhanh chóng cho một robot dựa trên máy tính xách tay bằng cách sử dụng Bộ công cụ gắn bánh xe & động cơ Parallax. Đối với dự án này, chúng tôi muốn làm cho nó nhanh chóng và đơn giản, và chúng tôi muốn để phần trên của robot hoàn toàn rõ ràng cho máy tính xách tay. Hy vọng rằng điều này sẽ cho thấy việc thiết lập dễ dàng như thế nào và truyền cảm hứng cho các robot sáng tạo hơn! Như với bất kỳ cơ sở robot tốt nào, chúng tôi có tất cả các công tắc nguồn động cơ quan trọng và một tay cầm!

Bước 1: Vật liệu

Đối với động cơ, chúng tôi đã sử dụng Bộ gắn động cơ & Bánh xe với Bộ điều khiển vị trí từ Parallax (www.parallax.com) (mục # 27971). Chúng cung cấp một cụm động cơ, bộ mã hóa quang học và bộ điều khiển vị trí đẹp mắt. Trong phiên bản đầu tiên của chúng tôi, chúng tôi không thực sự sử dụng bộ điều khiển vị trí, nhưng đối với hầu hết các rô bốt, đó là một tính năng rất hay. Chúng tôi cũng đã sử dụng Bộ bánh xe Caster của Parallax (mục # 28971). Chúng tôi thực sự thích rô bốt có hai bánh lái và bánh xe hơn rô bốt lái trượt! Theo kinh nghiệm của chúng tôi, rô bốt lái trượt (4 bánh được trợ lực) gặp sự cố khi bật một số thảm và hàng hiên. Đối với điều khiển động cơ, chúng tôi đã sử dụng hai trong số Bộ điều khiển động cơ Parallax HB-25. (mục # 29144) Đối với bộ điều khiển Servo, chúng tôi đã sử dụng Bộ điều khiển Servo thị sai (USB). (mục # 28823) Đối với phần còn lại, chúng tôi sử dụng một miếng ván ép 1/2 "12" x10 ", 8" bằng gỗ thông 1x3 và một số vít và bu lông. Những cái chính là 2,5 "đầu phẳng 1/4" x20 bu lông. Các bu lông đầu phẳng được sử dụng trong suốt để giữ bề mặt của robot bằng phẳng.

Bước 2: Xây dựng cơ sở

Cơ sở rất dễ làm. Chúng tôi đã lắp ráp Bộ dụng cụ Bánh xe và Động cơ và quyết định sử dụng chúng với các động cơ phía trên trục để có khoảng sáng gầm tốt nhất. Vì vậy, chúng tôi cần một số điểm dừng để xóa các động cơ. Để thực hiện việc này, chúng tôi đã sử dụng một miếng gỗ thông 4 "1x3 với hai lỗ 1/4" được khoan 2 "cách nhau 2" để khớp với các lỗ gắn trên Bộ dụng cụ bánh xe và động cơ. Chúng tôi đã sử dụng máy khoan để làm cho các lỗ đó thẳng, vì vậy nếu bạn Chỉ có một chiếc máy khoan cầm tay, bạn có thể đánh dấu và khoan từ cả hai bên để gặp nhau ở giữa hoặc khoan một lỗ lớn hơn để tạo ra một số chỗ lung tung. Phần phẳng của đế được làm từ ván ép 1/2 "- chúng tôi sử dụng 12 "rộng và dài 10" để vừa với máy tính xách tay mini của chúng tôi, nhưng kích thước thực sự có thể bằng bất cứ thứ gì ở đây. Chúng tôi đã khoan các lỗ 1/4 "để khớp với giá đỡ và Bộ dụng cụ bánh xe - cách nhau 1/2" so với bên cạnh và 2 "như trước. Mép trước khớp với giá đỡ, vì vậy lốp xe chỉ nhô ra một chút. Chúng tôi đã làm điều đó để chúng đã va vào tường trước đế, nhưng đó không phải là vấn đề quá lớn. Ở mặt trên của bảng, chúng tôi đã sử dụng một miếng chống chìm để tạo chỗ cho đầu phẳng của bu lông 1/4 "x20 (dài 2,5"). Các bu lông thực sự cần phải ngắn hơn 2,5 "một chút để vừa phải, vì vậy chúng tôi chỉ cần cắt khoảng 1/4" các đầu bằng công cụ Dremel. Nếu bạn sử dụng ván ép 3/4 ", chúng có thể vừa khít mà không bị Sau khi hoàn tất, chúng tôi bắt vít Bộ dụng cụ bánh xe và động cơ vào đế.

Bước 3: Thêm Bánh xe Caster

Chúng tôi gắn Bộ bánh xe Caster ở giữa mặt sau của rô bốt - căn giữa một trong ba lỗ trên giá đỡ trên đế cách mép bảng khoảng 1/2 ", sau đó sử dụng một hình vuông để tạo hai lỗ còn lại song song với mặt sau của bo mạch. Trong cấu hình này, bánh xe đẩy có thể mở rộng ra ngoài đế khi rô bốt di chuyển về phía trước. Chúng tôi đã sử dụng đai ốc và bu lông đầu phẳng số 6 cho việc này - vòng đệm được sử dụng để che các lỗ ổ cắm trong bộ bánh xe - một lần nữa để giữ cho vật cản phía trên không bị cản trở. Thay đổi duy nhất đối với bộ dụng cụ là chúng tôi đã mở rộng trục để tạo mức cơ sở. Đối với thiết lập của chúng tôi, chúng tôi đã tạo một trục mới từ thanh nhôm 1/4 "mà là 1 3/4" dài hơn cái cùng bộ. Chúng tôi đã sử dụng một công cụ Dremel để tạo một vết khía trên trục dài hơn mới hơn của chúng tôi để khớp với cái trong bộ.

Bước 4: Bộ điều khiển động cơ, pin và công tắc

Đối với phần điều khiển Động cơ, chúng tôi đã gắn các HB-25 phía sau động cơ để chừa chỗ cho pin. Một lần nữa, chúng tôi sử dụng bu lông đầu phẳng số 6. Để gắn động cơ vào HB-25, chúng tôi cắt dây động cơ theo chiều dài và sử dụng các đầu nối uốn cong. Chúng tôi để lại một số dây điện của động cơ bị chùng, nhưng không quá nhiều đến mức chúng tôi cần dây buộc zip để giữ chúng. Khi chúng tôi uốn các đầu nối vào, chúng tôi cũng hàn chúng - ghét có kết nối lỏng lẻo ở đó!:-) Đối với pin, chúng tôi đã vội vàng và sử dụng các tế bào NiMH C. Bất cứ điều gì để đưa bạn đến 12v là tốt. Chúng tôi đã sử dụng các tế bào Gel Axit Chì, nhưng những tế bào đó dường như không thành công sau một vài năm vì chúng tôi không quản lý chúng tốt như có thể và việc có các ô tiêu chuẩn cho phép chúng tôi sử dụng các chất kiềm để dự phòng trước các sự kiện và bản trình diễn! Vâng, có những người sở hữu tế bào C tốt hơn - chúng ta có thể nói gì? Chúng tôi đang bận, và Radio Shack đã đóng cửa.:-) Chúng tôi đã thêm một công tắc nguồn sáng. Một lần nữa, được gắn bên dưới đế để giữ cho phần trên rõ ràng và chúng tôi đã mở rộng nó ra ngay phía sau để dễ lấy hơn. Chúng tôi sẽ thêm một tay cầm, vì vậy ít khả năng sao lưu và nhấn vào công tắc hơn. Chúng tôi đã thêm công tắc thứ hai và bộ pin cho bảng điều khiển servo, nhưng nguồn USB có thể đủ cho HB-25 vì chúng không rút ra nhiều công suất ở phía tín hiệu. Giá đỡ công tắc chỉ được làm từ một số góc nhôm mà chúng tôi có xung quanh.

Bước 5: Điều khiển và xử lý Servo

Điều khiển HB-25 có thể được thực hiện theo nhiều cách, nhưng vì RoboRealm hỗ trợ Bộ điều khiển Servo Parallax (USB) và chúng tôi đã có một bộ điều khiển xung quanh, chúng tôi đã sử dụng nó. Lưu ý rằng hiện tại, chúng tôi không sử dụng bộ điều khiển động cơ trên Bánh xe và Bộ dụng cụ động cơ. Các bộ điều khiển rất đẹp, nhưng đối với RoboRealm, chúng tôi đang sử dụng tầm nhìn để điều khiển robot ngay bây giờ và không cần chúng. Chúng tôi có thể bổ sung khả năng đó trong tương lai và đối với bất kỳ loại điều khiển nào khác, việc sử dụng bộ điều khiển sẽ giúp dễ dàng điều khiển robot theo đường thẳng, v.v. Mỗi robot đều cần một tay cầm! Đối với chúng tôi, chúng tôi đã uốn cong một số nhôm vụn và vặn nó vào phía sau. Chúng tôi đã khoan các lỗ thí điểm vì việc vặn vít vào mặt bên của 1/2 ván ép thường là một mớ hỗn độn. Chúng tôi chắc chắn rằng điều này có thể được thực hiện tốt hơn!:-)

Bước 6: Tính toán

Ở phía trước của đế robot, hai máy ảnh Creative Notebook được gắn trên đầu nhau để cung cấp hình ảnh giống nhau trong cả hai máy ảnh. Những camera này được sử dụng để quan sát phía trước robot để tìm các chướng ngại vật có thể nằm trên đường đi của nó. Hai camera được kết nối với PC trên bo mạch thông qua USB và được đưa trực tiếp vào RoboRealm. Máy tính xách tay được sử dụng là MSI-Winbook rất vừa vặn trên đỉnh của đế robot. Chúng tôi chọn máy tính xách tay này do kích thước nhỏ và chi phí thấp (~ $ 350) Máy tính xách tay chạy RoboRealm được kết nối với Bộ điều khiển Servo Parallax qua USB để điều khiển chuyển động của động cơ. May mắn thay, MSI có 3 cổng USB nên không cần một hub USB trong nền tảng này. Lưu ý rằng dòng MSI chạy bằng pin của chính nó. Có thể hợp nhất hai hệ thống điện với nhau nhưng để thuận tiện và di động, chúng được tách rời.

Bước 7: Phần mềm

Máy tính xách tay MSI đang chạy phần mềm thị giác máy RoboRealm. Mục đích của cuộc trình diễn là sử dụng tiêu điểm để chỉ ra sự hiện diện của chướng ngại vật phía trước robot. Cả hai máy ảnh đều được lấy nét thủ công ở các tiêu cự khác nhau. Một là lấy nét sao cho các đối tượng ở gần được lấy nét và các đối tượng ở xa không được lấy nét. Máy ảnh còn lại (ngay phía trên) được lấy nét ngược. Bằng cách so sánh hai hình ảnh, chúng ta có thể biết thứ gì đó ở gần hay xa tùy thuộc vào hình ảnh nào được lấy nét hơn hình ảnh kia. "Máy dò tiêu điểm" có thể là một bộ lọc xác định hình ảnh nào có nhiều chi tiết hơn hình ảnh kia trong một khu vực nhất định. Mặc dù kỹ thuật này hoạt động nhưng nó không chính xác lắm về khoảng cách đối tượng nhưng nó là một kỹ thuật rất nhanh về mặt tính toán của CPU. Hình ảnh dưới đây cho thấy hình ảnh hai camera khi chúng nhìn về phía một lon coca và một lon DrPepper. Bạn có thể thấy sự khác biệt về tiêu cự giữa hai hình ảnh và cả sự chênh lệch theo chiều dọc giữa hai máy ảnh mặc dù được gắn rất gần nhau. Sự chênh lệch này có thể được giảm bớt bằng cách sử dụng lăng kính để chia một chế độ xem thành hai chế độ xem cho hai camera nhưng chúng tôi thấy rằng phương pháp nhanh chóng là sử dụng hai webcam gần nhau là đủ. nằm ngoài tiêu điểm và DrPepper xa có thể được lấy nét. Trong hình ảnh bên phải, tình hình là ngược lại. Nếu bạn nhìn vào các cạnh của hình ảnh này, bạn có thể thấy các cường độ cạnh phản ánh tiêu điểm của đối tượng. Các đường màu trắng báo hiệu sự chuyển tiếp cạnh cao hơn có nghĩa là đối tượng được lấy nét hơn. Các đường bluer báo hiệu phản hồi yếu hơn. Mỗi hình ảnh được chia thành 3 phần dọc. Trái, giữa và phải. Chúng tôi sử dụng những khu vực này để xác định xem có chướng ngại vật tồn tại trong những khu vực đó hay không và liệu có điều khiển rô bốt đi xa hay không. Các dải này được đánh dấu trở lại một mặt của hình ảnh gốc để chúng tôi có thể xác minh tính đúng đắn của chúng. Các vùng sáng hơn trong những hình ảnh này báo hiệu rằng vật thể đang ở gần. Điều này yêu cầu robot di chuyển ra khỏi hướng đó. Nhược điểm của kỹ thuật này là các đối tượng cần có kết cấu. Từ hình ảnh tiếp theo, chúng ta có thể thấy hai khối màu đỏ được đặt ở cùng vị trí với lon nhưng chúng không phản ứng với kỹ thuật này. Vấn đề là các khối màu đỏ không có bất kỳ kết cấu bên trong nào. Yêu cầu về tính năng này tương tự như yêu cầu đối với kỹ thuật luồng âm thanh nổi và luồng quang học.

Bước 8: Cảm ơn

Hy vọng rằng, Tài liệu hướng dẫn này cung cấp cho bạn một số ý tưởng về cách sử dụng Bộ gắn động cơ & bánh xe với Bộ điều khiển vị trí từ Parallax. Chúng tôi nhận thấy rất dễ dàng để thiết lập và tùy chỉnh theo nhu cầu của mình, tạo ra một robot được điều khiển bằng máy tính xách tay rất đơn giản. Bạn có thể tải xuống RoboRealm và thử trải nghiệm với Machine Vision bằng cách truy cập RoboRealm. Chúc một ngày tốt lành! Nhóm RoboRealm. Vision for Machinesand TeleToyland - điều khiển robot thực từ web.