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Projet EurobotGroupe Systèmes Embarqués
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1) Introduction2) Système de calcul3) Mouvoir le robot4) Saisir les palets5) Dépose des palets6) Repérage en relatif : l’odométrie7) Repérage en absolue : les balises8) Conclusion
Plan
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Introduction
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Le Concours Eurobot :• Du 20 au 24 mai 2009 à la Ferté-Bernard• Thème : Les Temples d’Atlantide• Empiler le plus de palets et linteaux • Durée d’une manche : 90 secondes• Un robot adverse par manche
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Introduction
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L’aire de jeu :Distributeur (10 palets)
2,10 m Support Balise
Bordurede 7 cm
Placements fixes (4 palets)
3 m Placements aléatoires(8 palets)
Départ
Départ PaletΦ = 70H = 30
Linteau 200x70x30
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Introduction
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Comptage des points :• Palet à plat et sur zone de construction• Comptage des points suivant la zone d’empilement
A partir de 1 pour un palet situé sur le sol A partir de 2 pour un palet situé à 3 cm du sol A partir de 3 pour un palet situé à 6 cm du sol ...
• Points des linteaux multiplié par 3• Pénalités en cas d’agressivité ou destruction
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Introduction
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Stratégie de jeu :• Récolter 4 palets à la fois dans les distributeurs• Les stocker déjà empilés dans le robot• Poser sur la zone centrale Total de 18 points par cycle (3+4+5+6),2 fois pendant les 90 secondes de la manche.
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Introduction
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Homologation :• Hauteur maximale de 35 cm• Essais pratiques d’homologation :
Quitter sa zone de départMarquer un point sans adversaireEviter un obstacle Limitation du nombre d’éléments emportésArrêt automatique au bout de 90 secondes
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Introduction
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Processus de développement :
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Introduction
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Répartition du travail:Groupe MQ• Pierre DAVY
(mouvements)• Patrick FAMEY
(capteurs, tapis roulant)• Alexandre HUNAULT
(étages de puissance )• Christophe LOCHIN
(servomoteurs, châssis)
Groupe SE• Jean Charles BADOCHE
(balises, asservissement)• Jean Charles BERTRAND
(dépose des palet)• Thomas CAPALDI
(approche du distributeur)• Maxime LE CADRE
(repérage par odométrie)
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Système de calculThomas CAPALDI
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Système de Calcul
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FPGA• Cellules logiques élémentaires librement
assemblables
• Connexion de manière définitive ou réversible
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Système de Calcul
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Avantages du système FPGA
• Schémas Logique• Programmation en VHDL• Processeur Soft-Core• système d’exploitationMultitâches
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Système de Calcul
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Vue Globale de notre processeur soft-core
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Système de Calcul
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• Prêt de l’école• Stockage de lignes de
code• CAN adaptable• Nombre de broches• Port PS2• Nombre de cellules
Logique
Carte UP3 de ALTERA
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Mouvoir le robotJean-Charles BADOCHE
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Mouvoir le robot
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Cahier des charges• Avancer tout droit à différentes vitesses• Tourner sur soi-même • Se mouvoir d’un point A à un point B
(Combinaison de ses deux actions basiques)
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Mouvoir le robot
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• Moteurs courant continu MLI
VCCclk INPUT
VCCv alue[7..0] INPUT
pwmOUTPUT
up counterclock
q[7..0]
counter1
inst
unsigned compare
dataa[7..0]
datab[7..0]alb
comparator
inst1
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Mouvoir le robot
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Deux tâches distinctes
• Donne les ordres de mouvement à T2
• Lance les fonctions du distributeur et de largage
• Gestion des collisions
Séquençage des actions (T1)
• Avancer• Tourner• Aller à une position
Gérer la commande des moteurs (T2)
Passage des consignes par messagebox
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Mouvoir le robot
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Asservissement de la trajectoire
• Position (X et Y)• Angle (par rapport à X)• Vitesse odométrique roues droites et gauche
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Mouvoir le robot
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Tourner sur soi-même• Les roues tournent en sens inverse• Angle proche de l’angle de consigne
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Mouvoir le robot
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Avancer tout droit• On fixe l’angle de consigne
• On accélère une roue et décélère l’autre (V)
• On asservit la vitesse (VV)erreur
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Mouvoir le robot
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Aller à un point donné• On calcul l’angle entre la position actuelle et la position cible
• On asservit l’angle
• On corrige pour avoir la vitesse
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Mouvoir le robot
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Aller à un point donné
• Avantages: on n’arrête pas le robot
• Inconvénient: détour
Solution: rotation
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Saisir les paletsThomas CAPALDI
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Saisir les palets
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Stratégie pour l’approche:
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Saisir les palets
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Stratégie pour l’approche:
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Saisir les palets
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Stratégie pour l’approche:
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Saisir les palets
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Stratégie pour l’approche:
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Saisir les palets
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Stratégie pour l’approche:
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Saisir les palets
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Capteurs: Télémètre infrarougeAvantages:• Sensibilité élevés • Simplicité du montageInconvénients:• Temps de traitement• Vieillissement des caractéristiques• Sensibilité thermique
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Matériel utilisé:• Capteurs télémétrique• CANy = -131,65x5 + 980,14x4 - 2892,1x3 + 4231,8x2 - 3080,7x + 905,37
Saisir les palets
0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.20
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Distance en fonction du voltage
Polynomial (Distance en fonction du voltage)
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Dépose des paletsJean-Charles BERTRAND
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Dépose des palets
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• Règlement– Points– Limitation
• Stratégie
• Contraintes– Temps d’exécution– Constructions existantes
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• Servomoteur pour la porte
• MCC pour le plateau– Commande en temps du signal– Rapport de PWM fixé
• CAN et Télémètre
pwm_serv oOUTPUTclk
value[7..0]
pw m
pw m
inst51
input const[7..0]
CONSTANTSELECT
inst8
10kHz
open_door
Dépose des palets
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Description de l’algorithme:
– Arrêter le robot– Orienter– Placer/Chercher une place– Approcher– Actionner / Dépose– Actionner / Repartir
Dépose des palets
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Dépose des palets
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OdométrieMaxime LE CADRE
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Odométrie
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Cahier des charges• Positionnement du robot• Position de départ connue• Incrémentation des coordonnées
Solutions envisagées Centrale inertielle, Encodeurs, Mesure courant
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Odométrie
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Solution retenue : Capteur souris optique• Capteur CCD + LED + Lentille• Déterminer le relief observé
• Résolution : 800 dpi => Pixel 30,4 µm• Rafraichissement : 9600 images par secondes
• Branchée sur Port PS/2 via USB
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Odométrie
40
Pilote Quartus codé en VHDL
clock_48Mhz
reset
left_button
right_button
mouse_cursor_row[9..0]
mouse_cursor_column[9..0]
mouse_data
mouse_clk
MOUSE
RIGHT21
SYSTEM_CLK
mouse_row[9..0]
mouse_column[9..0]
mouse_reset VCCmouse_dataBIDIR
VCCmouse_clkBIDIR
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Odométrie
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Géométrie et équations
DéplacementΔYc = ΔY
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Odométrie
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Géométrie et équations
Angle de rotation
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Odométrie
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Géométrie et équations
Roue droite
Roue gauche
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Odométrie
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Localisation dans le repère
Coordonnés sur X
Coordonnés sur Y
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BalisesJean-Charles BADOCHE
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Les balises
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Cahier des charges• Taille maximale de 80x80x160mm• Autonomie
Recalage de l’odométrie + collision
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Les balises
47
Solution retenue• 2 balises sur distributeurs• 1 sur le bord
• 1 balise sur le robot adverse
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Les balises
48
Solution retenue
?!
?!
?!t = 0 sect = ε sec t = X sec
?!
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Les balises
49
Triangulation
Triangulation
Distance à la balise 1
Temps chronométré
balise 1
Distance à la balise 2
Temps chronométré
balise 2
Distance à la balise 3
Temps chronométré
balise 3
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Les balises
50
Triangulation
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Les balises
51
Triangulation
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Les balises
52
Triangulation
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Les balises
53
Triangulation• Connaître la position du distributeur inconnu
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Les balises
54
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Conclusion
55
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Conclusion
• Le résultat
• Les enseignements
– Techniques
– Gestion de projet
– Humains
• Le travail qui reste faire56
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Conclusion
Démonstration
57
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•Questions?
58