RoboCup 2015

Polytech RoboCup Team

Cahier des charges

Présentation générale du projet

Lors de la compétition de l'Open German, prélude de la Robocup, il faudra mettre en place un système d'autonomisation de production à l'aide de Robotinos (robots mobiles de Festo ayant un système d'exploitation Linux). Comme dans toutes compétitions, le but est de gagner, par conséquent, il faudra faire en sorte de gagner un maximum de points. C'est pourquoi il faut créer un manager à l'aide de ROS, c'est-à-dire un nœud ou ensemble de nœuds permettant de pouvoir recevoir les informations envoyées par les autres nœuds, de les traiter, tout cela afin de donner les ordres que doivent exécuter chaque Robotino. Ce manager devra également être capable d'optimiser le nombre de points à obtenir.

Contexte

La compétition de l'Open German se déroule en quatre phases spécifiques : phase de début-de-jeu, phase d'exploration, phase de production, phase de fin-de-jeu. Le manager aura des tâches spécifiques à remplir suivant les différentes phases. La RefereeBox est un système d'arbitrage auquel il est nécessaire d'envoyer périodiquement des données à tout moment du jeu et qui donne à chaque instant l'état du jeu ainsi que les produits demandés en priorité durant la phase de production.

Objectif du projet

• Assurer un maximum de points suivant les aléas du jeu (panne de machine, produits demandées, rupture de stock d'une matière première, …)
• Assurer la pérennité du projet (chaque année des candidats de Polytech Lille y participent)

Description du projet

Pour le projet, autre le fait de gagner le plus de points possibles, il faudra valider les trois contraintes suivantes :

• Communication avec le nœud de la RefereeBox à tout moment du jeu
• Contrainte de robustesse (il ne faut qu'à un moment ou à un autre il n'y ait un blocage de tous les robots)
• Coopération entre les trois robots

Interactions des nœuds avec le manager

Le manager devra interagir avec les différents nœuds suivants ayant chacun leurs rôles spécifiques :

• RefereeBox Comm : recevoir les données envoyées par la RefereeBox et envoyer des données suivant l'état du jeu à la RefereeBox
• Robots Comm : communiquer aux autres robots les informations concernant ce que chacun font
• Traitement des TAGs : lire les TAG
• Traitement des feux : lire l'état des colonnes de feu
• Pince de préhension : ouvrir et fermer la pince et renvoyer l'état de la pince
• Approche finale : s'adapter au banc de charge ou de décharge de produits
• Génération trajectoire : détermine une trajectoire pour aller au lieu (X,Y)
• Réalisation trajectoire : parcourir la trajectoire
• Localisation : savoir périodiquement (faible période) où se situe le robot
• Détection d'obstacle : détecter les obstacles fixes et mobiles

Choix techniques : matériel et logiciel

• Utilisation de trois robotinos
• Utilisation de ROS (Robot Operating System), c'est un ensemble d'outils informatiques open source permettant de développer des logiciels pour la robotique. Il est disponible sous environnement Linux en version stable. Ce système travaille en utilisant des nœuds qui communiquent entre eux à l'aide de services (requête-réponse) et de topics (fichiers).
• Utilisation de différents langages : C++ ou Python (nœuds)
• Travail sous Linux Ubuntu 12.04 car utilisation de la version HYDRO de ROS

Etapes du projet

• Prise en main de ROS et du C++
• Élaboration de l'algorithme du manager pour la phase d'exploration
• Élaboration de l'algorithme du manager pour la phase de production
  • Coopération entre robots
  • Répartition des tâches
• Codage du manager
• Tests et corrections

Avancement du Projet

Semaine 1

• Prise en main de ROS
• Réalisation des tutoriels ROS disponibles au lien http://wiki.ros.org/fr/ROS/Tutorials
• Réalisation de différents tutoriels C++
• Connaissance plus aiguë du sujet de l'Open German 2015

Semaine 2

• Réflexions autour de la structure du manager : deux nœuds
  • Un nœud exécuteur de tâches
  • Un nœud générateur de tâches
• Réflexions sur l'algorithme général du manager concernant la phase d'exploration
  • Fonctionnement par zoning pour la répartition des tâches des trois robots
  • Réflexion autour d'une alternative de répartition par distances les plus courtes entre machines
• Recherche de solutions pour la phase de production
  • Documentation autour de la planification de tâches et la génération de tâche pour une équipe
  • Recherche autour de la coopération et de l'allocation de rôles à des robots multi-tâches
• Organisation générale
  • Structuration d'un échéancier numérique sous Asana
  • Demande d'autorisation pour l'ouverture de la salle C002 auprès de M. Scrive

Semaine 3

• Réflexions au niveau de l'algorithme de la phase de prodution
  • Proposition de le faire sous le principe de "Diviser pour mieux régner" (validé par M. Vincent Coelen)
  • Détermination des tâches à réaliser pour un exemple particulier

On souhaite produire, pendant une durée déterminée par la refBox, le produit suivant :

Le produit est composé d’une base bleue, d’un ring rouge, d’un ring vert et d’un cap noir.

Obtenir Base Bleue

->Aller à la BS
  générateur trajectoire
  exécuteur trajectoire
->Vérifier si machine OK
  approche finale
  traitement feux
->Prendre produit
  dire à la BS quelle base est souhaitée et à quelle banc le robotino est 
  approche finale 
  pince (prendre)

Obtenir ring rouge

->Aller à une RS
  Laquelle ? laquelle est inoccupée ? la plus proche ? (RobotsComm)
  générateur de trajectoire
  exécuteur de trajectoire
->Vérifier si machine OK
  approche finale
  traitement feux
->Prendre produit 
  RefBoxComm (pour dire quel produit et quel banc de livraison)
  approche finale
  pince (déposer)
  pince (prendre)

Obtenir ring vert

->Aller à une RS
   Laquelle ? laquelle est inoccupée ? la plus proche ? (RobotsComm)
   (Du coup la plus proche sera celle où on vient de faire le ring précédent)
   générateur de trajectoire
   exécuteur de trajectoire
->Vérifier si machine OK
   dire à la RS quelle base est souhaitée ( ici, la verte )
   approche finale
   traitement feux
->Prendre produit 
   RefBoxComm (pour dire quel produit et quel banc de livraison)
   approche finale
   pince (déposer)
   pince (prendre)

Finaliser produit

->Aller à une CS
   Laquelle ? laquelle est inoccupée ? la plus proche ? (RobotsComm)
   générateur de trajectoire
   exécuteur de trajectoire
->Vérifier si machine OK
   dire à la CS quelle cap est souhaité ( ici, le noir )
   approche finale
   traitement feux
->Prendre produit 
   RefBoxComm (pour dire quel banc de livraison)
   approche finale
   pince (prendre)
->Déposer à la DS
   générateur de trajectoire (vers la DS)
   exécuteur de trajectoire
   approche finale
   pince (déposer)