Дистанционно управляемые роботы. Автономный робот на основе Arduino с возможностью дистанционного управления. Разработка дистанционной системы управления учебным роботом

Remoute Control, ver. 0.1.1

(управление роботом удаленно по сети Wi-Fi с планшета в ручном режиме)

многоцелевая программа для мода OpenComputers

Программа позволяет Вам получить полный контроль над роботом, совершать множество действий удаленно, при этом видеть самого робота и его параметры.

Например, можно пробраться роботом в труднодоступные места, выгрузить уран из реактора при этом не получив облучения, построить простую конструкцию там, куда вы сами не можете пока добраться или наоборот, привезти что-то. Робот под вашим полным контролем.

Забавным применением программки является , атаки на игроков. Роботы по настройкам конфига могут производить действия, связанные с использованием предметов, включения и выключения кнопок, рычагов и механизмов и инструментов в чужом привате, хоть приват и не рушат. Можно произвести атаку и снести все опреснители игрока, солярки и ветряки, ели он не в игре и не спрятал все с крыши, или не выставил охрану и не сенсорит атакеров.

Можно прикрутить реакторную камеру к стене жертвы, запихать туда 4-х урановый стержень,в включить на роботе редстончик и подорвать стеночку в несколько блоков, если беспечный игрок-жертва заприватил дом тютелька в тютельку по краю стены, как это обычно делают игроки =).

Реактор на ИТ в настройках рушит блоки в радиусе 2-4 блоков. Есть шанс, что вы проберетесь в домик жертвы, при этом вы в укрытии и вас не видно никак.

Код программы (latest):

ПЛАНШЕТ: (pastebin get b8nz3PrH tabletRC.lua)

РОБОТ: (pastebin get 7V2fvm7L robotRC.lua)

Старые версии (old):

Требования к комплектации робота и планшета (за основу взял связанную карту , она обязательна, в роботе также обязателен контроллер инвентаря, остальное опционально. Можно выкинуть таблички и запихать контроллер ведра, немного добавить строчку и тырить жидкости и прочее. ЧЛ пока в программе не используется. Для грифа крайне желательна красная плата, магнит, большой инвентарь):

Планшет (хард возьмите сразу с установленной OS):

Робот (можно отказаться пока от ЧЛ и впихать контроллер-расширитель плат. Роботу сможете на лету тогда запихивать при необходимости WF карту или INET карту):

В прошлом сообщении блога я упомянул о том, что широкодоступный Wii Control - джойстик с обратной связью для приставки Nintendo Wii, может быть использован для дистанционного управления манипуляторами робота. Сейчас я хочу продолжить эту тему, и привести краткий обзор способов дистанционного управления...

Существует, вообще говоря, два широкоиспользуемых и повсеместно признанных способа дистанционного управления автономными и полуавтономными устройствами:

Управление с помощью инфракрасных сигналов пульта ДУ (то же самое, что переключение каналов телевизора)
Управление по радио

Первый способ, в отношении управления роботом, реализуется с помощью простенькой схемки, которую даже я, не любитель паяльника, сумел спаять за полчаса - и программы WinLIRC, являющейся по сути Windows-драйвером для такой модели управления (подробности - на моем сайте, в разделе Датчики робота).

Управление по радио - широкоиспользуемая практика, модель такого управления вы можете выдрать из любой радиоуправляемой игрушки, или же найти в каком-либо журнале для радиолюбителей.

В последнее время получают все большее распространение и другие способы беспроводного управления. Конечно же, речь идет о технологиях Bluetooth и Wi-Fi, которые в настоящее время используются практически повсеместно в компьютерах, КПК, коммуникаторах, мобильных телефонах...

Модель управления роботом при использовании технологий Wi-Fi и Bluetooth в основном такая: непосредственно на роботе закрепляются мобильный телефон или КПК, которые, через определенную самопайную схему, могут отсылать роботу управляющие сигналы, и забирать показания датчиков. Основная «мозговая» деятельность - осуществляется на основном, стационарном, компьютере (иногда - даже с помощью распределенной сети серверов). Такой подход позволяет порой в несколько раз уменьшить вес робота и потребляемую им мощность.

Кстати, известен случай, когда на одной из мировых презентаций робота, тот в один прекрасный момент замер на месте - на несколько минут. Это случилось как раз из-за перегрузок Wi-Fi сети здания, где проходила презентация.

Еще один способ управления роботом - визуальный. В простейшем варианте - робот просто движется на свет. Кстати, вариацией этого способа можно считать задачу движения по линии. Но, конечно, такое визуальное управление не слишком функционально и не слишком интерактивно. Более сложные варианты включают в себя использование веб-камеры, закрепляемой на роботе, и анализ изображения, приходящего с камеры. Например, именно таким способом роботов учат распознавать человеческую мимику. Для реализации управления с помощью веб-камеры удобно использовать программное обеспечение RoboRealm, о котором я уже .

Управление звуком - достаточно стандартная функция, для ее реализации можно использовать обычную ОС Windows Vista.

Кстати, в настоящее время существуют также сенсоры, реализующие искусственное обоняние (читайте - на английском - о применении искусственного обоняния в космосе), давно созданы материалы, позволяющие реализовать чувствительную кожу (даже клавиатура для моего старенького Palm m505 сделана из однородного материала, чувствительного к прикосновениям), ну и вкус роботы также могут чувствовать...

В заключение: дистанционное управление требуется практически для любого робота, сколь бы автономным он не был. Поэтому, при проектировании собственного робота, подойдите к этому вопросу серьезно, выберите наиболее доступный вариант, и ориентируйтесь на него - чтобы потом не пришлось все начинать сначала...

Сегодня никого не удивишь радиоуправляемыми самоделками . Но согласитесь, как-то «по старинке» нажимать на клавиши управления… Гораздо интереснее управлять поделками с помощью движений кисти, не так ли? В данной статье показан пример того, как можно организовать дистанционное управление при помощи платы Arduino и нескольких датчиков изгиба. В качестве подопытного будет выступать PHIRO Pro

Шаг 1: Что понадобится

Датчики изгиба;

Arduino UNO;

Bluetooth модуль HC-05;

Перчатка;

Джамперы;

9B батарея;

Приложение Pocket Code.

Шаг 2: Загружаем стандарт Firmata на Arduino

Необходимо загрузить стандарт firmata на плату Ардуино, для того, что соединить её с Pocket Code. В данном проекте используем Arduino UNO, однако может быть использована любая плата Arduino.

Подключаем плату Arduino к компьютеру/ноутбуку.
В Arduino ID выбираем COM Port. Tools -> Serial Port -> Corresponding COM Port
Далее выбираем тип платы. Tools -> Board -> Your Arduino Board
Затем выбираем стандарт Firmata. Examples -> Firmata -> Standard Firmata
Нажимаем «Upload» и загружаем код на плату.

Шаг 3: Соединяем датчики с платой и крепим их на перчатку

Датчики изгиба — это резистивные устройства, что могут использоваться для фиксации сгибания или наклона. Ниже приводится схема подключения датчиков на Arduino. Для того, чтобы надежно закрепить датчики на перчатке использовал согнутые скобки для степлера, однако вы можете при желании использовать пластиковые стяжки.

Шаг 4: Подсоединяем Bluetooth модуль HC-05 к Arduino

Соединяем выводы bluetooth модуля и платы Arduino следующим образом:

HC05 Tx — Arduino Rx
HC05 Rx — Arduino Tx
Vcc — 5V
GND — GND

Шаг 5: Соединяем Arduino с батареей

Используем 9В батарею для питания платы Arduino с Bluetooth модулем. Такой тип компоновки объясняется возможностью легкого монтажа на запястье/браслете. Чем компактнее тем лучше.

Шаг 6: Программа Pocket Code

Ниже представлены примеры использования программы. Прежде всего убедитесь, что PHIRO Pro находится в Mode 3 (Bluetooth Mode). Нажмите на кнопку Mode на PHIRO не раньше, чем синий светодиод, что расположен рядом с дисплеем на верху, включится.

Для программы, в общем есть 7 режимов.

Указательный палец выпрямлен. Фары светятся красным. Программа показывает STOP.
Указательный и средний палец выпрямлены. Фары светятся зеленым. Программа показывает STOP.
Указательный, средний и безымянный пальцы выпрямлены. Фары светятся синим. Программа показывает STOP.
Ладонь открыта. PHIRO движется вперёд. Фары светятся белым. Программа показывает FORWARD (вперёд).
Ладонь сжата в кулак. PHIRO останавливается. Фары выключены. Программа показывает STOP.
Ладонь сжата в кулак и наклонена влево (телефон наклонён влево). PHIRO поворачивает налево. Левая фара светится желтым. Программа показывает LEFT (влево).
Ладонь сжата в кулак и наклонена вправо (телефон наклонён вправо). PHIRO поворачивает вправо. Правая фара светится желтым. Программа показывает RIGHT (право).

Шаг 7: Проводим финальный монтаж

Для крепления телефона на руке, можете воспользоваться наручной повязкой или сделать так, как сделал я.

Купил дешевую крышку под мой мобильник, прорезал отверстия и протянул ленту липучку. Наручная повязка с телефоном готова.

Вот и всё!) Спасибо за внимание)

Одним из наиболее перспективных направлений развития военной техники является создание дистанционно управляемых роботов, предназначенных для решения различных задач. В настоящее время уже активно используются беспилотные летательные аппараты, работающие по такому принципу. Что касается наземной и надводной робототехники, то эти области пока не получили такого же развития. Использование в войсках дистанционно управляемой техники пока что имеет весьма ограниченное применение, что обусловлено техническими сложностями и необходимостью ее «встраивания» в существующий облик вооруженных сил. Однако в отдаленной перспективе количество дистанционно управляемых роботов может достичь того уровня, когда понадобится искать новые решения, способные облегчить взаимодействие большого количества подобной аппаратуры.

Широкое распространение боевых роботов может привести к необходимости создания специальных систем передачи информации и управления, наподобие общевойсковых. Как стало известно, в петербургском ЦНИИ Робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК) начаты работы по изучению облика и созданию единой системы управления боевыми робототехническими средствами. Интерфакс со ссылкой на представителя ЦНИИ РТК сообщает, целью работ является создание систем, позволяющих управлять сразу несколькими роботами одновременно, что даст возможность с большим удобством проводить различные операции. Кроме того, такой подход позволит унифицировать пульты управления различных робототехнических комплексов.

Естественно, разработка единой системы управления не повлечет за собой полное исчезновение «индивидуальных» пультов. Все новые роботы по-прежнему будут комплектоваться собственной аппаратурой дистанционного управления. Однако, по задумке сотрудников ЦНИИ РТИ, вся новая техника должна иметь возможность взаимодействия с некой общей многоканальной системой управления. За счет этого, как предполагается, удастся обеспечить большую гибкость применения роботов, по одному и группами. Иными словами, при определенных обстоятельствах бойцы какого-либо подразделения смогут применять несколько единиц робототехники, управляя ими с единого пульта. Соответственно, значительно облегчится взаимодействие нескольких операторов, ведь их количество значительно сократится.

Стоит отметить, уже на стадии первоначальной проработки облика такой системы возникают определенные вопросы. К примеру, одному оператору будет очень трудно командовать сразу несколькими роботами, что может ощутимо снизить эффективность боевой работы. В таком случае понадобятся некие автоматические алгоритмы, способные взять на себя большинство простых и «рутинных» задач, таких как перемещение в указанную точку или наблюдение за местностью и поиск контрастных в оптическом или инфракрасном диапазоне целей. Речь не идет об искусственном интеллекте. Пока боевым роботам будет достаточно всего лишь соответствующего программного обеспечения, способного осуществлять навигацию при помощи спутниковых систем или распознающего движущиеся объекты. По достижении заданной точки маршрута или при обнаружении какого-то объекта во вверенном секторе автоматика должна будет подавать сигнал оператору и тот, в свою очередь, определит следующую задачу для электроники или возьмет управление в свои руки.

Подобное строение «подразделения» боевых или многоцелевых роботов может быть использовано не только в условиях военных действий. Роботы с централизованным управлением могут нести разведывательную аппаратуру или вооружение. При этом они получают полезное преимущество: управляемые с одного пульта аппараты можно использовать, в том числе, для обустройства засад, либо для организации нападения на стационарные объекты с нескольких сторон. Однако такие возможности позволяют оператору или операторам «подразделения» роботов выполнять и другие задачи. К примеру, в ходе спасательных операций несколько роботов, управляемых одним оператором, могут производить разведку обстановки с большей эффективностью, чем по одному. Также несколько аппаратов со специальным оборудованием при определенных обстоятельствах способны быстро и качественно локализовать и потушить пожар или выполнить другую подобную задачу.

Однако у единой системы управления роботами есть и минусы. В первую очередь, необходимо отметить сложность создания некоего универсального пульта управления. Несмотря на ряд общих особенностей, в большинстве случаев каждая модель боевого или многоцелевого робота требует специально разработанную систему управления. Так, сверхлегкие беспилотники могут управляться комплексом, основой которого является обычный компьютер или ноутбук, а более серьезные и крупные аппараты используются в связке с соответствующим оборудованием. К примеру, американский колесный многоцелевой автомобиль с дистанционным управлением Crusher имеет пульт управления, представляющий собой некое подобие кабины с рулем, педалями и несколькими мониторами. Таким образом, единый пульт управления должен строиться по модульной схеме, причем каждый модуль в таком случае будет отвечать за особенности того или иного класса дистанционно управляемой техники, в зависимости от способа передвижения, массы и назначения.

При этом стоит напомнить, что количество отечественных роботов, которые можно использовать в военных или спасательных нуждах, пока невелико. Основная масса таких разработок приходится на беспилотные летательные аппараты. Примечательно, что разработкой этой техники занимаются сразу несколько государственных и коммерческих организаций. Само собой, каждая из них оснащает свой комплекс управлением собственной разработки. Создание единой стандартной системы управления поможет «навести порядок» в этой отрасли. Кроме того, унифицированная аппаратура управления значительно упростит обучение операторов роботизированных комплексов. Иными словами, будущий оператор сможет изучить общие принципы единой системы управления и затем дополнительно освоить те навыки и умения, которые связаны с использованием дополнительных модулей и конкретной модели робота. Таким образом, переучивание оператора на другую технику упростится и сократится в несколько раз.

И все же работы петербургского ЦНИИ Робототехники и технической кибернетики не получат большого будущего в самом ближайшем времени. Дело в том, что основная масса направлений боевой и многоцелевой робототехники в нашей стране пока не получила должного развития. Так что отечественная единая система управления, скорее всего, будет вынуждена подождать появления большого количества роботов. Стоит сказать, у этой неприятности есть одно положительное последствие. Поскольку массовое создание различной робототехники еще не началось, сотрудники ЦНИИ РТК успеют завершить свои работы над единой системой управления и представить готовую разработку до появления новых моделей роботов. Таким образом, разработка Центрального НИИ Робототехники сможет стать стандартом, который будет учитываться при разработке новых роботов для вооруженных сил, силовых и спасательных структур.

Пока еще рано говорить о подробностях нынешнего проекта: все сведения о нем ограничивается лишь несколькими сообщениями в средствах массовой информации. В то же время, ЦНИИ РТК мог только недавно получить соответствующий заказ. Тем не менее, работы в этом направлении, вне зависимости от времени их начала, необходимо вести и доводить до конца. При всей своей сложности единый пульт управления роботами будет полезен для практического использования.

По материалам сайтов:
http://interfax.ru/
http://newsru.com/
http://lenta.ru/
http://rtc.ru/

Чтобы наработать опыт в работе с платой Arduino, так сказать в качестве учебного опыта и просто для интереса был создан этот проект. Целью проекта было создать автомобиль, который может автономно перемещаться, объезжая различные препятствия и не сталкиваясь с ними.

Шаг 1: Список компонентов и стоимость проекта

1. Игрушечная Машинка с радиоуправлением (radio controlled).

Стоит эта штука около 20 баксов, если у вас есть возможность потратить больше, то можете использовать и получше.

2. Arduino Uno микроконтроллер - 25 долларов

3. Motor shield для контроля электромоторов - 20 долларов

4. GPS для навигации. Adafruit Ultimate GPS Shield - 50 долларов

5. Магнитометр в качестве компаса для навигации. Adafruit HMC5883 Magnetometer - 10 долларов

6. Ультразвуковой датчик расстояния, чтобы избегать препятствия. HC-SR04 - 6 долларов

7. ЖК-дисплей для отображения состояния транспортного средства и информации. LCD Display Blue 1602 IIC, I2C TWI - 6 долларов (можете использовать другой)

8. Инфракрасный датчик и пульт.

9. Arduino sketch (программа C++).

10. Тонкая древесная плита в качестве монтажной платформы.

11. Макетные платы. Одна длинная и узкая, а другая маленькая, чтобы отдельно установить на ней магнитометр подальше от других элементов.

12. Перемычки.

13. Набор для монтажа ультразвукового датчика - 12 долларов

14. Паяльник и припой.

Итак, в общем на всё ушло около 150 долларов, это при условии, если закупать все эти компоненты, поскольку возможно у вас уже что то имеется из этого.

Шаг 2: Шасси и монтаж платформы

Радиоуправление изъяли из ненужной игрушки, которая стоила 15 баксов.

Машинка здесь с двумя двигателями. С помощью одного движка пультом контролируется скорость движения робота, а с помощью другого контролируется рулевое управления.

Использовалась тонкая доска в качестве монтажной поверхности, на которой были прикреплены макетные платы, Arduino, ЖК и т.д. Батарейки размещены под доской и провода пропущены через просверленные отверстия.

Шаг 3: Программа

Arduino управляется через программу С ++.

Исходный код

RC_Car_Test_2014_07_20_001.ino

Шаг 4: ЖК-дисплей

Во время работы экран отображает следующую информацию:

Ряд 1:

1. TH - Задача, курс к текущей маршрутной точки

2. CH - Текущее направление робота

Ряд 2:

3. Err - Направление по компасу, показывает в каком направлении движется робот (влево или вправо)

4. Dist - Фокусное расстояние (в метрах) до текущей маршрутной точки

Ряд 3:

5. SNR - Sonar расстояние, то есть расстояние до любых объектов в передней части робота

6. Spd - Скорость робота

Ряд 4:

7. Mem - Память (в байтах). В памяти Arduino имеется 2 КБ

8. WPT n OF x - Показывает, где робот находится в списке маршрутных точек

Шаг 5: Избежать столкновения с объектами

Чтобы робот избегал препятствий, здесь использовался ультразвуковой датчик » Ping». Было решено совместить его с библиотекой Arduino NewPing, поскольку она лучше, чем простая PIng библиотека.

Библиотека была взята отсюда: https://github.com/fmbfla/Arduino/tree/master/NewPing

Датчик был установлен на бампере робота.