机器人是如何群居生活的?
前面有有講到無人機編隊控制的一些通信方式和控制算法:
說一說無人機編隊的控制方法
在上篇文章中,有些朋友想直接了解技術方案,當然不是不行,只是我想表明的觀點是,也可能是我讀研養成的習慣:
在做任何事情研究之前,都想著要去查閱前人做過的研究,分析其優缺點,而不是憑空憑借自己僅有的一些技術經驗就去實施開展某個項目,前人趟過的坑或得出的經驗需要借鑒。
回到正題,關于群體智能,牽扯到方方面面。其智能型可以由不同的載體去體現,無非就是?海 陸 空?三者。
由于“天上飛”牽扯多方面,本文先從“地上爬”的講起。
上次也有一篇關于?群體智能?的文章,沒有看的朋友可以點擊:
群體智能,多個機器人協同搬運!
言歸正傳,先看一頓視頻。
從個體說起:
在視頻中的群體智能系統中,個體數量是9個。
整個系統由三部分組成:個體、系統通信、控制臺。
在設計群體系統中的個體時,需要以下三點作為其個體設計的依據:
1、自主決策:集群機器人自主成型過程中,個體間需要大量的通訊、運算、決策,如何選取一款大內存、高主頻、低功耗的控制單元是設計機器人個體首要所在;
2、全向運動:考慮集群系統初始狀態下個體的隨機性,機器人可能朝向任何方向移動,因此機器人具有全向運動能力是必不可少的;
3、局部通信:集群機器人顯著特點之一是系統的分布式、無中心控制。機器人個體只能通過與鄰域內機器人局部通信才能獲取自身的坐標、位置、運行狀態等信息。
因此選擇合適的通信模塊以建立穩健的通行網絡是實現自主成型任務的核心環節;
▲ 圖1?個體設計的總體框圖
在個體設計中,需要保證的首要先決條件就是:盡可能的小。
只有個體的體積小,才能將群體中的個體數量做上去。
本次設計的個體,采用三輪全向移動式,選取了N20電機。
將其體積縮小至手掌大小。
▲ 圖2?個體正面
▲ 圖3?個體反面
在個體中,移動控制部分其控制硬件采用STM32F103C8T6,為了保證拆卸以及維修方便,采用了模塊化設計。并未采用集成化。有待后續優化。
車體采用亞克力切割的方式進行搭建,車輪為60mm大小的全向輪,能實現全向移動。
在調節小車移動控制部分,在運動過程中出現偏差是在所難免的,所以就需要有基于反饋的閉環自動調節單元,也就是說需要有相應的傳感器配合一定的控制算法實現自動調節。
從圖3可以看出,在電機上安裝了測速部分,采用霍爾編碼器對其編碼測速。
霍爾編碼器是由霍爾碼盤和霍爾元件組成,霍爾碼盤是在一定直徑的圓板上等分地布置有不同的磁極。霍爾碼盤與電動機同軸,電機旋轉時,霍爾元件檢測出若干脈沖信號,為判斷轉向,一般輸出兩組存在一定相位的方波差。
單一傳感器的數據并非真實可靠,為了更加科學的矯正其機器人移動姿態。還添加了MPU6050對其進行姿態矯正。
多個閉環系統,可以達到較為穩妥的移動效果。
▲ 圖4? 方向P調節原理圖
▲ 圖5? 速度PI調節原理圖
關于個體設計部分,大概介紹到這里,篇幅有限,寫多了反而沒幾個人能堅持看完,后面將繼續更新關于上層決策、控制臺等文章。歡迎關注~
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