Avancement fin décembre

Bonnes fêtes de fin d'année à tous !

J'espere que le Père Noël vous a tous gâté et que vous n'avez pas déjà vidé vos boîtes de chocolat !
Du côté d'Oleg, il n'a rien reçu d'autre qu'une guirlande électrique qu'il devrait porter en mai prochain.

En terme d'avancement, je profite d'une petite semaine de vacances pour avancer sur le robot principal :

- Réglages & Corrections sur l'odométrie :
(Rappel : L'odométrie c'est ce qui permet au robot , à partir des roues folles, de se localiser sur le terrain)
L'an dernier le robot était très répétable d'un match à l'autre mais il fallait plusieurs 'tests' avant d'être sûr des trajectoires demandées au robot. Le problème provient du fait que l'entraxe des roues motrices n'est pas l'entraxe des roues folles et n'est pas au centre du robot non plus. Même si le robot est très bien réglé en terme de détermination du cap et de la distance parcourue, dès qu'il réalise un enchainement de courbes, de lignes droites et/ou de rotation sur lui-même, il y a un décalage entre les coordonnées supposées et les coordonnées réelles du robot.
C'était toujours le même décalage, il me suffisait donc de rentrer les valeurs de ces décalages dans le calcul de l'odométrie pour qu'il n'y en ait plus. Ainsi je n'aurais plus besoin de tester quarante fois chaque programme ! Mais pourquoi ne l'ai-je pas fais l'an dernier ?!

- Programmation de l'asservissement en PID :
(Rappel : Le PID ; Proportionnel Intégral Dérivé ; est un calcul qui permet d'atteindre le résultat demandé suite à une demande)

 

L'an dernier j'avais programmé le mode Avance tel qu'il est présenté ci-dessus. C'est à dire que j'utilisais le bloc "Avancer" du logiciel NXT, le robot tournait donc plus ou moins suivant que 'AlphaRC' (Ecart entre cap du robot et cap de la cible ) était plus ou moins élevé. C'était donc très facile à utiliser.
P : Malheureusement l'utilisation que j'en faisais ne représentait que le P (Proportionnel) de PID. Je déterminais le coefficient de sorte que le cap du robot arrive rapidement au plus près du cap de la cible, mais sans que cela ne fasse faire de zig zag au robot.
I : J'avais donc toujours un écart en régime établi (ligne droite). Cet écart est corrigé par le I (Intégral) qui rajoute un coefficient en fonction de l'écart AlphaRC qu'il y avait au précédent calcul.
D : Et enfin il y a le terme Dérivé qui nous permettra d'augmenter le coefficient P (vitesse d'atteinte de la consigne). Cela se traduira par un dépassement du cap cible et c'est le coefficient Dérivé qui attenuera ce dépassement.

Je profite de reprogrammer l'asservissement pour me séparer du bloc "Avancer" car celui-ci n'utilise pas à 100% la vitesse des moteurs. Je présenterais ce programme lorsqu'il sera testé et validé.
D'ici là, si vous avez des questions sur l'asservissement PID, voici deux pages très complètes :
- RCVA
- Telecom Robotic

- Montage du système d'empilage de verres :

Comme le dit si bien ma fille : "ça marche pas !". He bien non cela ne fonctionne pas, enfin, pas comme je le souhaite. Le système à un seul actionneur empile trois verres sans aucun soucis. Malheureusement dès qu'il faut en soulever trois pour les déposer sur un quatrième, le système glisse et les verres redescendent. A quatre verres soulevés et au delà c'est encore pire.
Il me fallait donc faire un choix :
- me contenter de piles de trois (objectif initial) et rester avec un seul actionneur
- faire évoluer le système avec plusieurs actionneurs pour empiler quatre verres ou plus

... Revenons à l'origine du projet :
Objectifs d'OLEG : Simplicité & Efficacité :
Faire qu'Oleg soit un robot efficace par rapport à son coût, au nombre de membres dans l'équipe, et bien entendu par rapport au nombre de points marqués ! Le but principal est de montrer qu'on peut faire quelque chose d'efficace avec peu si on s'y prend correctement !
J'ai deux briques Lego, soit je fais un robot avec 1+3=4 actionneurs, soit je fais deux robots avec 1 seul actionneur dans chacun de ces deux robots. Les deux cas ont les avantages et inconvenients en terme de simplicité.

En terme d'efficacité, si je fais deux robots, le premier empilerait les verres (deux colonnes de 3 donc : 48 points) et le second activerait les 4 bougies blanches (36pts) = 84 pts. L'intérêt serait d'avoir plus de chances de ne pas rencontrer l'adversaire. Par contre ensuite il ne se passe plus grand chose.
Si je fais un seul robot, il me faudrait activer les 4 bougies blanches en plus d'empiler les verres. Empiler 4 verres (au lieu de 3) + une tour de 2 ne donne que 4 points de plus (52 points). Par contre empiler 5 verres (60 points) permettrait d'atteindre (avec les 4 bougies) 96 points. Le robot est capable de plus de choses mais combien de temps aura-t-il pour réaliser toutes les actions ?

En bref, j'ai beaucoup réfléchi et je vais utiliser mes deux briques dans un seul robot ! Le défi est désormais d'empiler 5 verres sur le buffet puis d'activer les 4 bougies blanches en moins de 90 secondes. Quand c'est trop simple et/ou trop court on s'ennuie...

Le nouveau système d'empilage n'est pas encore terminé, je vous posterais une vidéo j'espere très rapidement.

La compétition sera rude ...

Oh oui elle sera rude !

Je ne sais pas si c'est parce que nous fêterons le 20ème anniversaire de la coupe de France de Robotique ou bien si c'est toujours ainsi mais je trouve qu'il y a beaucoup d'équipes qui exposent leurs avancées. Et certaines équipes ont un robot qui est très avancé !

Voici les vidéos qui ont retenu mon attention :

- Cubot : Des anciens d'Ingénieurs2000 (comme moi !)

- Robotic System : Tout n'est pas prêt mais c'est propre et le robot a du potentiel !

- S.M.A.R.T. : Parce qu'il commence à être habitué du top 16 et parce qu'il fait tout cela tout seul (à confirmer) !

- Igrebot : Parce qu'ils ont fait pas mal de tests et parce qu'ils ont une Ultimaker (imprimante 3D) ! Esperons qu'ils l'exploiteront à fond pour faire un superbe engin !
http://www.youtube.com/user/igrebot


Hummmmmm !! S'ils sont bien tous au rendez vous, ça sera génial !!

Premier test de Déplacement sur table

La programmation du déplacement d'Oleg :

 

L'an dernier, j'avais passé beaucoup de temps à expliquer comment :

- Calculer les coordonnées X & Y du robot et son cap

- Allez du point A au point B

 

Beaucoup d'équipes, dont le robot est équipé de roues folles, utilisent la même façon de calculer les coordonnées du robot. Par contre la façon de se déplacer du point A au point B d'Oleg est assez particulière. La plupart des robots se déplacent par des lignes droites et des rotations sur eux-mêmes. Oleg se déplace par "point de passage", chaque point étant validé lorsque le robot est à une distance inférieure à la précision d'approche demandée. Il arrive robot de faire des rotations lorsque la diffèrence entre le cap du robot et le cap à prendre est supèrieur à un angle défini (dans mon cas 60°). De cette façon, Oleg va un peu plus vite jusqu'au point B et il arrive toujours jusqu'au point de passage même si quelque chose le bouscule dans sa course.

 

 

 

Le premier test sur Table :

 

J'ai donc repris le principe cette année (quel gain de temps !) et, après quelques essais et règlages sur ma table de salon, Oleg se déplace du point A au point B. Mais une table de 1m de long ce n'est pas le top, le décalage après 1m n'est pas évident à mesurer et donc la correction n'est pas optimale.

 

Le top c'est donc de faire un essai sur table grandeur nature. Quoi de mieux donc que d'aller faire un tour à l'ENSIM ELEC ? Pas de rester sur ma table de salon en tout cas ...

Si dessous vous pouvez retrouver le parcours que le robot 'pense' avoir réaliser (il enregistre dans un fichier txt ses coordonnées et d'autres paramètres). Il me faut le comparer au parcours qu'il a réellement effectué (coordonnées réelles) pour voir si les paramètres sont corrects ou non.

 

Le parcours programmé était le suivant :

- Initialisation contre le buffet puis contre le bord côté rouge et côté cadeaux

- Déplacement jusqu'au point X=-850 Y=400

- Déplacement jusqu'au point X=-600 Y=800

- Déplacement jusqu'au point X=1200 Y=800

 

 

 

Globalement le robot devait contourner les verres pour rapporter les 4 verres du milieu dans la zone rouge. Je tiens à préciser que ce n'est pas la stratégie que j'utiliserais ...

Premier constat : Je n'ai pas bien intégré que le robot n'a pas une rotation instantanée lorsqu'il change de cap, c'est pourquoi l'entraxe des roues (la ligne blanche) ne passe pas par l'axe des verres.

Deuxième constat : Dans sa première ligne droite le robot doit éviter les verres, en réalité il a emporté le dernier verre de la ligne droite. J'ai tout d'abord cru que le calcul du cap n'était pas correct mais ce graphique m'a montré un autre problème, certainement plus important qu'une simple correction. Le problème est visible au début de la ligne blanche, sachant que le robot fait 30cm de large, le point de départ ne devrait pas être aussi proche du buffet ! A mon avis, l'entraxe des roues folles n'est pas au même point que l'entraxe des roues motrices.

Troisième et dernier constat : Malgré ces deux constats, le robot a plusieurs fois rapporté au moins 4 verres (juste en les poussant), toujours de la même manière, avec le même comportement et sans aucuns problèmes particuliers !



 



Complément d'info sur la programmation d'Oleg :

 

Comme l'an dernier, la table est symétrique. L'an dernier, le point d'origine (X=0 et Y=0) était dans un angle de la table, j'avais donc un programme par couleur. L'avantage était que j'ajustais les coordonnées de passage pour chaque couleur pour pallier aux imprécisions du déplacement. Le gros désavantage était que cela prenait beaucoup de place dans la brique programmable, beaucoup beaucoup !

 

Donc cette année, vous pouvez le voir sur le graphique, l'axe vertical Y est au centre de la table sur l'axe de symétrie. Ainsi, les coordonnées de passage, quelque soit la couleur, seront toujours les mêmes, je n'aurais qu'à faire varier Y en le mulipliant par 1 ou -1 suivant la couleur sélectionnée au démarrage. Mais pour cela, il va falloir qu'il n'y ait pas d'écarts entre le comportement du robot, qu'il démarre côté bleu ou côté rouge ! Et ça je ne l'ai pas encore vérifié !

Avancement début décembre

Avancement début Décembre :

Les roues folles sont installées !

Intégration des roues folles sur codeur de rotation entre les roues motrices

Vue de dos

Vue de face

Il me reste à régler les coefficients et tester la précision du déplacement pour valider tout cela.

Ensuite il va me falloir m'attaquer à l'actionneur principal, chargé d'empiler les verres. Cela sera plus compliqué !

Avancement fin Novembre



Avancement du robot à fin Novembre :

 

Je n'ai pas écris de messages depuis plusieurs semaines mais cela ne veut pas dire que cela n'avance pas, au contraire. Pour faire une comparaison avec l'an dernier, j'ai un mois et demi d'avance !

 

 Après avoir dimensionné à la louche les dimensions du robot principal, j'ai réalisé en lego la structure principale (dimensions exterieures + Base roulante) et lui ai fait faire quelques tours de roues sur la table de l'ENSIM au Mans. Le but était de voir l'encombrement du robot sur la table et de commencer à trouver des idées de trajets pour marquer des points.

 

L'essai m'a satisfait, j'ai donc commencé la découpe et l'assemblage du robot principal. Je vous laisse en juger par vous-mêmes :



 



 Vue de dos

 Vue de 3/4 face

Vue de face

Dimensions :
- 30 cm de large
- 17 cm de profondeur
- 34 cm de haut

Reste à faire (dans l'ordre prévu) :
- Découpe et montage des éléments pour les roues folles
- Découpe et montage de l'ascenseur pour l'empilage des verres

Dimensionnement du robot principal

Les lego c'est vraiment le top pour valider des solutions techniques en robotique !

Non seulement les éléments lego technic permettent de rapidement faire et améliorer une structure, mais en plus la programmation est très simple à réaliser, on peut donc très rapidement voir si les solutions techniques fonctionnent bien. Une fois que l'on a validé une solution technique, on peut ajuster très rapidement la structure et la programmation pour rendre la solution encore plus performante.
Dans mon dernier message, vous avez pu constaté que ma solution technique empilait plus ou moins efficacement trois verres. A votre avis, combien de verres ma structure empile-t-elle ?

Mais en plus, l'autre très gros avantage des legos, c'est que nous dimensionnons le robot en fonction des élements à notre disposition. Le périmètre limite défini dans le réglement (1000 mm pour le principal et 600 mm pour le secondaire) est donc rarement dépassé. On vérifie quand même bien sûr, au cas où ! Mais nous sommes loin des équipes qui conçoivent leur robot à partir du périmètre et qui rentre dedans tout ce qu'ils peuvent ! C'est un peu comme gérer un budget, plus il est gros, plus on cherche souvent à l'utiliser au maximum ... Mais quand on réfléchit diffèrement, on peut découvrir que certaines choses soient obsolètes.
Lorsqu'on dimensionne un robot à partir de legos, il n'y a pas besoin de grand chose : il suffit de faire un mini montage et de regarder si ça rentre dans le périmètre. Voici donc l'implantation d'Oleg, le robot principal :

 

Comme en 2012, le robot principal sera plein de vide ! Deux moteurs pour les deux roues motrices, deux capteurs rotatifs pour les roues folles, un moteur pour l'empileur de verres, un capteur ultra-son pour la détection de l'adversaire et enfin le cerveau, la brique NXT. Avec tout ça, il n'y aura plus  qu'un seul port capteur de disponible, mais nous avons le temps avant de dire ce qu'il y aura dessus. En tout cas le montage fait en cinq minutes me permet de constater qu'il rentre dans une boîte de 29-30cm sur 19-20cm (sans élaguage). Nous ne sommes pas très loin du périmètre limite mais il y a moyen de rogner sur pas mal de choses : le périmètre limite ne sera toujours pas un problème cette année !

Empilage de verres en semi-automatique

Il y a quelques jours, je testais une façon d'élever un verre au dessus d'un autre avec un seul actionneur. Aujourd'hui, après quelques heures de modifications mécaniques, de réglages et de programmation, je peux vous présenter mon avancement sur le sujet : un empilage de 3 verres en semi automatique !

Empilage de 3 verres en semi automatique

Le principe :
- Positionnement d'un verre dans l'antre de la bête
- Appui sur le bouton : Elevation du verre
- Positionnement d'un second verre
- Appui sur le bouton : Relâchement du premier verre sur le second
- Appui sur le bouton : Serrage du second verre
- Appui sur le bouton : Elevation de la pile de 2 verres
- Positionnemement d'un nouveau verre
- Appui sur le bouton : Relâchement de la pile sur le nouveau verre
- Appui sur le bouton : Serrage du nouveau verre
- Appui sur le bouton : Elevation de la pile de verres
- Positionnemement d'un Xème verre
- ...

En principe donc, avec un seul actionneur, Oleg devrait pouvoir réaliser des piles infinies ! En principe seulement puisqu'il ne faut pas le moindre pépin. En l'état la pile de deux verres se fait sans problèmes. A partir du troisième, c'est déjà plus compliqué mais nous verrons ça avec la structure finale du robot. En tout cas, l'installation est clairement validée car, même de travers, le troisième verre est au troisième étage et l'objectif était de faire des piles de trois étages !