Présentation générale : Interface Graphique Robotino 2 Upgradé

Etudiants : François BRASSART & Jérome HAON

Encadrants : Vincent COELEN & Thomas DANEL

Description

Lors de notre 2ème année de PEIP, nous avons eu l'occasion d'utiliser des Robotinos lors d'un Bureau d'études afin de découvrir la spécialité IMA. Les Robotinos sont des robots mobiles produits par Festo, à entrainement omnidirectionnel ce qui leur permet de ce déplacer dans toutes les directions et de tourner sur eux-mêmes. Ils sont dotés de différents capteurs (infrarouges, optiques, inductifs...) ainsi que d'une Webcam et d'un gyroscope. Ils peuvent être contrôlés et programmés sur un PC via une connexion Wi-Fi ou directement grâce à l'interface Homme-Machine (IHM) intégrée.

Nous avons constaté durant ce bureau d'étude que les Robotinos, utilisés depuis une dizaine d'années en salle de TP commencaient à vieillir. L'objectif de notre projet est moderniser ces robots afin de les remettre au gout du jour. Les Robotinos bénéficieront d'un nouvel ordinateur embarqué, d'un nouveau logiciel, de nouvelles batteries et d'un écran tactile 7 pouces.

Objectifs

La modernisation des Robotinos à déja été commencée avant le début de notre projet. Les nouveaux composants ont déja été choisis et l'installation est en cours. Le but de notre projet est de concevoir la nouvelle interface Homme-Machine. Il s'agira d'une interface graphique directement accessible via l'écran tactile, programmée grâce au WebTool Kit qui permettra entre autre de :

Configurer le Robotino au réseau : pouvoir modifier facilement la configuration réseau du robot (interface filaire ou choix d'un réseau sans fil).
Afficher l’état et les données des différents capteurs (camera, laser, sharps, bumper) afin de faciliter la programmation et le débogage des programmes.
Lancer des programmes de démonstration que nous aurons préalablement programmé.

Cette interface graphique devra évidemment être fonctionnelle et agréable à utiliser.

Analyse du projet

Positionnement par rapport à l'existant

Les Robotinos utilisés depuis 10 ans en salle de TP sont des Robotinos de génération 2. Il existe actuellement des Robotinos de génération 3. Nos 2 concurrents sont donc le Robotino 2 et le Robotino 3.

Notre Robotino "amélioré" sera équipé d'un ordinateur embarqué Intel NUC, avec l'OS Ubuntu 18.04. Il disposera d'une IHM intégrée notamment grâce à un écran tactile 7 pouces que nous allons créer.

Analyse du premier concurrent : Robotino 2

Le Robotino 2 est équipé d'un ordinateur embarqué AMD Geode, avec l'OS Ubuntu 9.04.

Il dispose également d'une IHM sur son chassis composé d'un petit écran et de plusieurs boutons. Elle permet de :

Selectionner la langue,
Afficher l'état des batteries
Sélectionner les adresses du réseau
Sélectionner des programmes de démonstrations pré-enregistrés.

Configuration Hardware Robotino 2

IHM Robotino 2

Analyse du second concurrent : Robotino 3

Le Robotino 3 est équipé d'un ordinateur embarqué Intel Core i5 ou Intel Atom, avec l'OS Ubuntu 12.04.

Il ne dispose pas d'IHM intégrée, il doit être contrôlé à distance par un PC.

Configuration Hardware Robotino 3

Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé

Samedi 2 février 2019, Journée Portes Ouvertes à Polytech Lille.

Pierre, étudiant en IMA est chargé de faire la démonstration de l'utilisation des Robotinos sur le terrain de Hockey/Football de la salle C305. Dès que tous les futurs étudiants et leur parents sont rentrés dans la salle, il n'a qu'à choisir en cliquant sur l'écran tactile d'un Robotino le programme qu'il désire dans l'onglet "programme". Il peut ainsi commencer sa présentation pendant que le robot suivra une ligne, contournera un obstacle ou fera demi-tour quand il rencontrera un mur.

Vendredi 25 Janvier 2019, Bureau d'études IMA

Léna et Clément, étudiants en PEIP2, ont choisi le bureau d'études IMA afin de découvrir cette spécialité et finaliser leur orientation. Il consiste en la commande d'un Robotino. La première mission est de le faire suivre une ligne. Léna et Clément ont beaucoup de mal à comprendre le fonctionnement de ce Robot. Clément à mis des sur-chaussures pour pouvoir marcher sur le terrain pendant que Lina commande manuellement le robot depuis le PC. En cliquant sur l'onglet "états des capteurs", Clément peut directement voir sur l'écran du robot l'état des capteurs, et ainsi comprendre leur fonctionnement en fonction de la position du robot et de son environnement.

Réponse à la question difficile

Question : Positionnement de Web Tool Kit WT par rapport à d’autres systèmes (ROS par exemple) mériterait d’être explicité. De même la difficulté (ou pas) de prise en main de Web Tool Kit WT n’est pas abordée.

Réponse :

Robot Operating System (ROS), est un ensemble d'outils informatiques open source permettant de développer des logiciels pour la robotique. Il s'agit d'un méta-système d'exploitation qui peut fonctionner sur un ou plusieurs ordinateurs et qui fournit plusieurs fonctionnalités : abstraction du matériel, contrôle des périphériques de bas niveau, mise en œuvre de fonctionnalités couramment utilisées, transmission de messages entre les processus et gestions des packages installés.

Un Web Toolkit est une interface web qui est met à disposition des fonctions pour le contrôle, la configuration et la maintenance du système de robot. WT est une bibliothèque d'interface graphique Web en C ++.

Notre objectif étant de concevoir une interface graphique sur l'écran tactile des Robotinos, WT semble plus adapté que ROS, qui est principalement axé sur la programmation des robots. De plus, connaissant déjà très bien le langage C, il nous parait plus réaliste d'utiliser un Web Toolkit.

Préparation du projet

Cahier des charges

Nous devrons répondre aux différents besoins des différents utilisateur. D'abord, l'interface graphique devra permettre de configurer le Robotino au réseau. En effet, différents modes de configuration du robot sont possibles : filaires ou réseau sans fil. Il faudra avoir le choix entre ses 2 modes et pouvoir régler les paramètres. Ensuite, pour faciliter la programmation, l'interface pourra afficher les états et les données des différents capteurs. Enfin, une interface de lancement des programmes de démonstration que nous aurons préalablement programmé devra être programmée. Cette interface graphique devra évidemment être fonctionnelle et agréable à utiliser.

Ce cahier des charges est susceptible d'évoluer en fonction de l'avancée de notre projet. En effet, nous pouvons envisager d'ajouter des fonctionnalités à notre interface graphique.

Choix techniques : matériel et logiciel

Comme indiqué dans la réponse à la question difficile, nous avons choisi d'utiliser le Web Toolkit WT. Les choix matériels ont déjà été réalisés par nos encadrants :

PC embarqué INTEL NUC,
écran tactile 7 pouces,
le choix des nouvelles batteries est en cours de réflexion.

Liste des tâches à effectuer

La liste des tâches à effectuer est pour le moment floue, nous allons programmer une rencontre avec nos encadrants pour les préciser. Nous estimons qu'il nous faudra d'abord apprendre à connaitre les nouveaux composants (mais également les anciens), puis apprivoiser le Web Toolkit pour finalement créer l'interface graphique finale.

Calendrier prévisionnel

La première étape de notre projet est une montée en connaissance sur WebToolkit (donc c++) et sur l'API2 du Robotino. -> deadline fin janvier.

Ensuite, nous allons réaliser l'interface en elle même grace a WebToolKit -> deadline mi-mars.

Enfin, utilisation de l'API2 pour récuperer les données de différents capteurs afin de les afficher sur l'interface développée precedemment -> deadline fin avril.

Pour terminer, nous réaliserons différents programmes de démonstrations utilisant notamment des nouveaux capteurs ainsi que ceux déja existant -> deadline mi mai (fin du projet).

Réalisation du Projet

Feuille d'heures

Tâche	Prélude	Heures S1	Heures S2	Total
Analyse du projet	3			3
Auto-formation Webtoolkit		4	2	6
Montée en connaissance sur API2			3	3
Conception de l'interface graphique

Prologue

Lors du semestre 7, nous avons commencé par une analyse détaillée de notre projet, en effectuant dans un premier temps la présentation de notre projet, ensuite nous avons positionner notre projet par rapport à l'existant et nous avons défini un scénario d'usage, enfin nous avons déterminé notre cahier des charges.

Egalement nous avons rencontré à plusieurs reprises nos encadrants afin d’approfondir au fur et à mesure les objectifs de notre projet. Les rencontres avec nos encadrants étaient aussi un moyen pour nous de voir l'avancement de la construction des robotinos qui aiguisait notre curiosité.

Semaine 1

Objectifs en début de séance :

organisation du planning de travail
formation sur WebToolkit

Bilan en fin de séance :

Ce qu'on devra faire :

Semaine 2

RDV avec Vincent Coelen et Thomas Danel afin de s'informer sur l'avancée du prototype du Robotino. L'écran a été commandé et devrait arriver rapidement. Il sera également monté au plus vite.

Cette séance nous avons effectué des recherches dans le but de récupérer les données de l'API 2 pour les afficher plus tard sur l'interface graphique que nous allons créer.

http://svn.openrobotino.org/trunk/openrobotino1/lib/rec/robotino/com/

Documents Rendus

Fichier:2018-11-26 Présentation du projet.pdf

IMA4 2018/2019 P38

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