Version du 6 février 2018 à 16:38

Présentation générale

Projet réalisé par : Benjamin Canu et Ganix Etcheguibel.

Description

Dans ce projet nous devons concevoir des mini-robots qui se comportent comme un essaim. Le principe de l'essaim se base sur les règles d'autonomie et de faible intelligence de chaque individu, ainsi que sur un faible de cout de production à l'individu et une robustesse à la variation de ceux-ci dans le groupe :

• Autonomie énergétique, sensorimotrice et décisionnelle.
• Faible intelligence : Aucune (ou très peu de communication), aucune connaissance de l'environnement global ou de l'ensemble du groupe, interactions uniquement avec l'environnement local.

Pour notre projet, nous prendrons comme but de réaliser la cartographie d'une pièce intérieure (sol plat et lisse, pas de perturbation).

Objectifs

• Adaptation du châssis et de la carte électronique fournie à partir d'un ancien projet IMA.
• Mise en place, sur ce châssis, de capteurs et LEDs.
• Programmation des algorithmes de calcul des robots pour le maintient de la distance dans l'essaim, et l'évitement des obstacles.
• Ajout des dispositifs nécessaires à la prise de mesure pour la cartographie.

Analyse du projet

Analyse du premier concurrent

Projet de robots vibrants développé à l’Université d’Harvard, est un ensemble de 1024 robots montés sur des tiges vibrantes, se plaçant sur le sol selon la forme donnée en image-ordre.

Ce groupe de robots permet la réalisation de figures complexes au sol, cependant leur moyen de mobilité fixe une vitesse fortement réduite (11h/forme) et donc n’est pas vraiment adaptée à l’analyse d’une pièce.

https://theconversation.com/thousand-robot-swarm-assembles-itself-into-shapes-30548

Analyse du second concurrent

Projet de drones volants, par GRASP Lab à l’Université de Pennsylvanie est un essaim de drones volants pouvant réaliser des figures, mouvements et organisations complexes.

Les drones permettent, si munis de caméra, de visualiser la pièce grâce à une vue de dessus rapide à mettre en place. Cependant cette vision de la cartographie n’est pas identique, car elle ne donne pas les même informations que les drones roulants (e.g.: un table vue de dessous est quatre pieds, vue de dessus elle est un rectangle). De plus, les drones peuvent cartographier en présence de personnes, si un traitement poussé est effectué en suite, mais il ne peuvent opérer dans une salle où l’air n’est pas stable.

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.423.203&rep=rep1&type=pdf

Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé

Ces robots pourront être utilisés pour la cartographie de salles en intérieur.

Leur déploiement permettra ainsi, lors de l’évitement, d’enregistrer la position et la forme des obstacles et différents objets entreposés sans en connaître au préalable les paramètres.

Réponse à la question difficile

Aucune question difficile n'a été abordée lors de la présentation.

Préparation du projet

Choix techniques : matériel et logiciel (Ici pour deux robots)

Liste des tâches à effectuer

• Étude Électronique
  • Étude de la communication infrarouge
    • Évaluation de la faisabilité.
    • Étude de la modulation/démodulation.
    • Détermination du circuit électronique correspondant.
  • Création de la carte Électronique.

• Étude informatique : programmation en C
  • Communication infrarouge
    • Émission des trames d’identification.
    • Réception des trames et analyse.
  • Programmation en C
    • Implémentation de FreeRTOS dans l'Arduino.
    • Contrôle des moteurs.
    • Algorithmie primaire (suivre, s'orienter..).
  • Programmation sur un moteur de jeu pour simulation (Unity3D : C#, ou Godot).

Feuille d'heures

Déroulement du Projet

Documents Rendus

Programmation

Microprocesseur

Comme les robots devront effectuer plusieurs tâches en parallèle (Déplacement, Envoi de trame infra-rouge, réception de trame infra-rouge), On a intégré la bibliothèque FreeRTOS dans l'Arduino afin qu'il agisse comme un OS.

InfraRouge

Pour la transmission en infra-rouge, chaque robot enverra son identifiant à intervalle aléatoire. Pour s'assurer au maximum, que le message reçu n'est pas été corrompu, on enverra des bits de stuffing (une inversion de bits tous les n bits similaires de suite), et on enverra un bit de parité à la fin du message.

Comme on doit recevoir l'identifiant entier, on enverra n+1 bits de start. On s'assure ainsi, qu'on ne lit pas le message à partir de la moitié de la trame. Les bits de stuffing seront utilisés dans l'identifiant du robot. Ainsi, si on reçoit n+1 bits à l'état haut, cela signifie qu'on n'est pas dans les données, et donc on est au début du message.

Dans la réception, on attend une interruption du capteur IR, une fois activée, l'interruption active la tâche s'occupant de la réception Infra-rouge. Celle-ci va checker les n+1 premiers bits, voir si ceux sont bien des bits de start. Si c'est le cas, alors on récupère l'iD du robot tout en checkant les bits de stuffing et le bit de parité. Si ces bits de vérification suggère une erreur dans le message, alors le robot rejette le message et attend le prochain.

Carte Électronique

Notre but, ici, était d'étudier et re-travailler une carte électronique déjà réalisée (Projet Peip Module IMA). Nous avons ainsi travaillé sous Fritzing afin de s'adapter au mieux au fichier éxistant.