IMA4 2017/2018 P25 : Essaim de Robots
Présentation générale
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
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 de la communication infrarouge
- 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).
- Communication infrarouge
Feuille d'heures
| Tâche | Prélude | Heures S1 | Heures S2 | Heures S3 | Heures S4 | Heures S5 | Heures S6 | Heures S7 | Heures S8 | Heures S9 | Heures S10 | Total |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Analyse du projet | 6 | 4 | / | / | / | / | / | / | / | / | / | 10 |
| Évaluation de la faisabilité de la communication infrarouge | / | 6 : Détermination de la méthode d’émission | / | / | / | / | / | / | / | / | / | 6 |
| Développement en C de la communication infrarouge | / | 3 | 2 | 3 | ||||||||
| Implémentation de FreeRTOS dans l'Arduino | / | / | 2 | 4 | ||||||||
| Programmation du contrôle des moteurs | / | / | 3 | 3 | ||||||||
| Programmation de l'algorithmie des robots | / | / | 3 | 3 | ||||||||
| Programmation pour simulation | / | / | 6 | 6 | ||||||||
| Total | 6 | 13 | 16 | 35 |
