OBR-2020

Robô para a OBR de 2020

Estrutura

A estrutura do robô pode ser encontrada no link a seguir: https://www.tinkercad.com/things/atXvg4NdNgS-cool-stantia-wolt.

Componentes eletrônicos

• (x1) Arduino Mega;
• (x1) Raspberry Pi;
• (x1) Camêra para Raspberry Pi;
• (x2) Ponte H L298N;
• (x2) TCS230;
• (x1) Matriz IR;
• (x1) Sharp IR;
• (x4) Ultrassônico;
• (x4) Motores DC com caixa de redução;
• (x1) Bateria Bateria polímero de lítio;
• (X1) Power Bank.

Código

O código está sendo escrito em duas linguagens. Python3(Resgate) e C++(Seguidor de Linha e Desvio de Obstáculo).

Resgate

Vitimas

Para a identificação das vitimas estamos utilizando a biblioteca de visão computacional OpenCV com técnicas de segmentação por borda.

Este é o método para a identificação das vitimas, que retorna uma tupla contendo o par ordenado da posição do centro do circulo e a magnitude do raio.

def circle(img, dp, minDist, param_1, param_2, minR, maxR)

• img:

A imagem que será feita a leitura dos circulos.

• dp:

Parâmetro que vota se a imagem apresenta ou não um circulo.

• minDist:

Valor mínimo para a distância entre os circulos

• _param1:

Valor passado na borda Canny.

cv2.Canny(img, param_1, param_1/2)

• _param2:

Valor do acumulador de threshold.

• minR:

Valor mínimo de busca do raio do círculo.

• maxR:

Valor máximo de busca do raio do círculo.

Parede

Com o objetivo de evitar a colisão entre o robô e a parede está sendo usado quatro sensores ultrassônicos. O código faz a varredura do valor dos sensores e se atingir o valor de corte é enviado um aviso para o robô, para que ele pare o atual movimento.

Triângulo

A ideia inicial é similar a detecção de vitimas, porém vamos procurar um retângulo.

Garra

Ainda em desenvolvimento.

Repositório

No último estágio do robô temos um "Guarda vitimas". No final as vitimas são descartadas na área de Resgate.

Seguidor de Linha

Para o seguidor de linha o robô é dividido em duas etapas:

P.I.D.

Este é o algoritmo usado para que o robô realize a tarefa de seguir a linha. P -> Proporcional. I -> Integral. D -> Derivada. Ele diminui a oscilação na realização da tarefa, reduzindo erros e fornecendo estabilidade.

• P(Proporcional): Alcança o 'setpoint' multiplicando uma constante(KP) pela leitura atual do sensor.
• I(Integral): Diminui a oscilação do controlador P multiplicando por uma constante(KI) a somatória do ERRO(SetPoint - Valor_De_Leitura_Atual).
• D(Derivada): Atinge o objetivo do I de maneira mais veloz, calculando a taxa de variação da leitura no tempo e multiplicando por uma constante(KD).

 double error = IDEAL - analogRead(A0);

  P = KP * error;
  I += KI * error;
  D = KD * ((analogRead(A0) - lastMeasure)/(millis() - lastTime));

  double PID = P+I+D;

  lastMeasure = analogRead(0);//trocar pelo sensor IR[N]
  lastTime = millis();

Implementação do Algoritmo PID.

Este algoritmo está implementado com a matriz IR, que realiza a leitura da linha com base na taxa de reflexão da luz infravermelha emitida por um LED da placa.

Intersecções e beco sem saída

No circuito o robô deve obedercer os seguintes casos condicionais: Retirado do manual oficial da OBR: _http://www.obr.org.br/manuais/OBR2019_MP_ManualRegionalEstadual.pdf_

Para a detecção do quadrado verde estamos usando o sensor TCS230.

Desvio de Obstáculo

Para o desvio optamos utilizar o Sharp IR para a leitura da parede. O desenho do robô favorece para que ele ande para todos os lados, assim a programação do artefato nesta etapa não fica complicada, pois ele apenas anda para um dos lado(sendo escolha da equipe, tomando como interpretação o regulamento da OBR), segue em frente e anda para o lado contrário da primeira etapa deste procedimento.