Terminator 2k en labyrintlösande robot
Digitala Projekt 2000 - T2k en labyrintlösande robot
av Patrik Åberg och Stefan Lynggaard
Vår uppgift var att av lego bygga en robot som löster en labyrint uppbyggd av spånplattor i sektioner om 20x20 cm.
Den maximala storleken på labyrinten är 20x20 sådana sektioner. Uppgiften för roboten är att den sätts ner på
valfri plats i labyrinten som den sedan skall kartlägga, hitta en lampa, köra tillbaka till starten för att sedan
köra snabbaste vägen till lampan.
Vår lösning:
Två stycken motorer driver fyra hjul som styr runt roboten med sk. stridsvangsdrift dvs. att för att svänga så kör
man vänster hjulpar åt ena hållet och höger hjulpar åt andra hållet.
Vi använder 6 st IR-sensorer (ljus) för att navigera runt i labyrinten. Detta innebär att reglera så vi inte kör
in i väggar samt att kunna bygga upp kartan.
En AI algoritm (Artificiell intelligens) används för att roboten skall köra runt i labyrinten på ett snabbt o smart
sätt o på så sätt bygga upp kartan på kort tid.
Praktiskt Arbete:
För att robotens skall kunna "tänka" så använder vi en processor HC11. Denna är kärnan i hela systemet och gör allt
från att ta in indatan från sensorerna till att styra motorer och AI:n
Andra centrala komponenter var spänningsregulationskretsar som används för att vi skall kunna få ut en konstant
spänning ifrån batterierna. Vi behöver även en speciell motordrivkrets på grund av att mikroprocessorns utgångar
inte kan leverera tillräckligt mycket ström för att driva motorerna direkt utan denna krets sitter imellan CPU:n
och motorerna.
Mycket av det praktiskt arbetet bestod i att både designa systemet, bygga det och undertiden testa och utvärdera
olika lösningar till olika problem. AI:n skrevs separat på en PC med grafisk utskrift och simulerade sensorer för
att det skulle vara möjligt att kunna felsöka dessa väldigt avancerade algoritmer på ett vettigt sätt.
Problem och Lösningsmetoder:
Stora problem med brus på sensorerna och fallande batterispänningar hade vi under arbetets gång. Dessa löstes
genom att sampla från sensorerna många gånger och sedan medelvärdesbilda. De fallande batterispänningarna löstes
genom att använda spänningsreglerande kretsar.
Genom att felsöka AI:n på PC innan med grafisk utskrift så kunde vi verifiera att algoritmerna fungerade korrekt
innan vi testade dem på den riktiga roboten.
Regleringen i gångarna fixades genom god teoretisk bakgrund både inom reglering samt hur ljus/sensorer uppför
sig vid reflektion vid olika vinklar och avstånd.
Resultat:
Vår robot fungerar i princip felfritt och löser labyrinten på väldigt kort tid. Dessutom så var den VÄLDIGT billig
att bygga (ca 300 kr utan batterier lego,hjul o motorer).
Kursen som helhet:
Mycket bra och lärorik kurs. Om du tycker att LTH i de första årskurserna är för teoretiskt samt att du känner att
du vill applicera dina kunskaper på något konkret så är detta kursen för dig!
Rekomenderas varmt.