IMA4 2018/2019 P37

Présentation générale

Description

L’Association de Robotique de Polytech Lille a pour but principal de participer à la RoboCup qui est la compétition de robotique la plus célèbre dans le monde, elle regroupe ainsi plusieurs ligues de football, mais pas que… Elle est aussi ouverte à de nouveaux challenges comme la Rescue Challenge, la RoboCup @Home qui promeut la robotique de service, ou encore la RoboCup Industrial qui regroupe : la RoboCup @Work et la Logistic League. En 2018 à Montréal, l'association a fini Vice Championne du Monde de Robotique en Logistics League. Cette ligue consiste en un challenge logistique dans lequel évolue 3 robots dans un environnement didactique simulant une usine de production. Un match durant cette ligue consiste en trois phases.

La première, qui dure environ 5 minutes, est une phase de préparation, ou on doit mettre les robots en condition pour commencer le match. Ensuite, vient une phase de découverte du plateau où les robots naviguent sur le plateau de jeu afin de cartographier et se créer un plan. Enfin, la phase de résolution est celle où le robot va résoudre dans l'ordre le plateau, en allant chercher dans l'ordre les pièces dans les machines qui sont dans un ordre particulier. Le but donc est de répondre à des commandes à l’aide d’une flotte de 3 Robotino 3 de Festo.

Objectifs

Le projet a deux buts.

Le premier est de résoudre l'une de leur problématique. Lors de leurs compétition, il est évident, les robots ont besoin d'êtres rechargés. Actuellement, leur solution est de recharger les robots par câble. Cependant, cette solution n'est pas optimale pour eux car, ils perdent du temps à brancher et débrancher leurs robots avant et après les matchs, et par conséquent leur font perdre du temps de préparation. De plus, lorsque le robot attend de rentrer dans la zone de jeu, il n'est pas en recharge. Or, souvent il arrive que cette phase de préparation dure plus longtemps que prévu, et donc les robots gaspillent leur énergie inutilement. L'idée était donc de réfléchir tout d'abord à propos d'une station de recharge sans fil (par induction paraît être le plus réalisable) et ensuite de la réaliser si c'est possible.

Cette station permettrait la recharge des robots, (comme la technologie de recharge sans fil pour téléphone) et ainsi d'éviter l'encombrement des fils de recharge. De plus, on doit également étudier cette solution pour comparer avec l'ancienne (filaire) pour déterminer si elle est plus efficace en terme de vitesse de rechargement. (Cette étude viserait donc à dimensionner une bobine, à vérifier le courant induit de cette bobine, calculer le rendement de la recharge,...)

Par ailleurs, nos tuteurs ont soulevé un autre point. Entre leurs matchs, il est nécessaire pour eux de modifier le code de leurs robots. Pour éviter les interférences avec les autres robots, ils évitent de se connecter en wifi, il privilégie le filaire. Cependant, ils souhaiteraient que la station embarque une interface pour communiquer avec le robot, le tout dans un objectif d'optimisation. Cette interface peut être en non filaire, de technologie sans fil "mais proche", de type bluetooth par exemple, afin de ne par interférer avec les autres robots.

Le second but du projet est à propos des capteurs du robot. Les capteurs sont l’une des pièces maîtresses du robot car ils permettent une bonne interaction avec l'environnement extérieur, comme la zone de jeu. par exemple. Dans l'hypothèse où ces capteurs donnent une mauvaise information, les mouvements et interactions du robot seront biaisées. Par exemple, il est arrivé cette année durant l'un de leur match un souci avec le préhenseur (qui n'est pas un capteur, mais s'applique pour cette partie du projet). A force de saisir des pièces durant leurs parties, il était décalé et durant l'un des matchs, il n'a pu en saisir aucun et donc fait perdre le match.

Pour pallier à ce soucis, il nous ait demandé de réaliser un code (en python ou en C++) afin de déterminer si les capteurs/préhenseur sont correctement calibrés et si non, les recalibrer correctement.

Analyse du projet

Positionnement par rapport à l'existant

Pour cette partie, on va se concentrer sur la partie de rechargement sans fil.

Pour le rechargement à induction, on a tous en tête le rechargement de téléphone qu'on pose sur un socle et qui se recharge tout seul. C'est également le moyen de recharger des brosses à dents électriques. Dans notre cas, beaucoup de sites internet vendent des kits pour robots miniatures qui permettent le rechargement sans fil d'un petit robot, de faible puissance, mais sous dimensionné pour notre exemple. Cependant, il existe une entreprise qui commercialise des bases de rechargement pour plus gros robots.

Analyse du premier concurrent

Clip & Bike

Système d’alimentation sans fil pour robots mobiles autonomes La société Clip&Bike® fabrique des bases d’induction pour la recharge des robots qui accomplissent des missions automatiques 24h/24.

Clip&Bike permet le réapprovisionnement en énergie d'un robot permettant la conception de robots mobiles autonomes sans connexion physique à la source d’approvisionnement.

Le système d’alimentation par induction est composée d'une station fixe connectée au réseau ou à une source photovoltaïque elle-même connectée à une batterie de stockage. Le robot est par ailleurs équipé d’un module récepteur d’induction placé dessous et connecté à la batterie.

Lorsque la recharge de la batterie du robot est terminée, le robot peut reprendre sa mission et s’éloigner de sa base de chargement par induction ou rester en attente sur sa base pour une prochaine mission.

Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé

Si le robot est en manque d'énergie, il a besoin d'être rechargé. Il va donc seul ou on l'aide pour se diriger vers la station afin de se recharger. Une fois qu'il se trouve sur la base, Il se recharge. De plus, il se branche ou se connecte à la technologie sans fil (mais proche) afin qu'on puisse se connecter au robot pour effectuer des changements dans son code si nécessaire. A noter que la station devra être alimentée au secteur.

Réponse à la question difficile

Quels sont les besoins énergétiques du robot?

Actuellement le robotino 3 possède 2 batteries en séries de 12V, 9A.h

Le chargeur actuel est capable de fournir 2A.h donc une recharge complète au bout de 4.5h avec des batteries neuves (donc dans le meilleur des cas).

Il faut également savoir qu'en pleines utilisations, la batterie ne tient pas plus de 1 voir 2h au maximum.

Réflexions autour de la re-calibration automatique des capteurs avec protocoles de tests.

La recalibration de la webcam se fera à l'aide d'une balise placée sur le support de charge.

Celle du laser se fera avec une distance précise entre le laser et une forme connue par le robot (pour la distance et la forme)

Réalisation du Projet

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	0