- PDF Stažení zdarma

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download ""

Ivo Musil
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 PODROBNÝ OBSAH O knize... 8 Úvod BASCOM Omezení kompilátoru Postup tvorby programu v BASCOM Pohonný subsystém robotu Stejnosmìrný motor Princip èinnosti Charakteristiky Budicí obvody stejnosmìrného motoru Krokový motor Krokový motor s pasivním rotorem Hybridní krokový motor Lineární krokový motor Základní charakteristiky krokových motorù Statická momentová charakteristika krokového motoru Momentová charakteristika krokového motoru Rezonance a nestabilita Zpùsoby øízení krokových motorù Ètyøtaktní øízení s magnetizací jedné fáze Ètyøtaktní øízení s magnetizací dvou fází Osmitaktní øízení Mikrokrokování Øízení KM se sníženou energetickou nároèností Budicí obvody krokového motoru srovnání typù Buzení z napì ového zdroje Buzení vnuceným proudem Pulzní proudový zdroj chopper Budicí obvody krokového motoru pro režim mikrokrokování PETR NOVÁK: MOBILNÍ ROBOTY POHONY, SENZORY, ØÍZENÍ A

.. 42 2.2.3 Lineární krokový motor... 47 2.2.4 Základní charakteristiky krokových motorù... 48 Statická momentová charakteristika krokového motoru... 48 Momentová charakteristika krokového motoru.

2 2.2.7 Vícefázové krokové motory Integrované obvody pro ovládání krokových motorù Urèení krokovacích intervalù Lineární rychlostní charakteristika Lineární akcelerace Dosažení provozní rychlosti v daném kroku Lineární deakcelerace Dimenzování motoru Servo Øízení serva Senzorický subsystém mobilního robotu Interní senzory Senzory natoèení Inkrementální senzor Dekódování kvadraturního signálu Poèítaèová myš Absolutní senzor Otáèkomìry Externí senzory Taktilní senzor Infraèervený detektor pøekážek Popis èinnosti Zjištìní vzdálenosti k pøekážce Realizace GP2D Sonary Sonar SRF Sonar SRF Kompas CMPS Modul a senzor pro sledování èáry Øídicí subsystém Øídicí systém s PC Koncepce øídicího systému A PETR NOVÁK: MOBILNÍ ROBOTY POHONY, SENZORY, ØÍZENÍ 5

1 Interní senzory... 99 3.1.1 Senzory natoèení... 99 Inkrementální senzor... 100 Dekódování kvadraturního signálu... 102 Poèítaèová myš... 108 Absolutní senzor... 111 3.1.2 Otáèkomìry... 112 3.

3 4.3 Øídicí systém s mikrokontrolérem Atmel AT89C Komunikace Rozhraní RS Navigace mobilního robotu Globální navigaèní systémy Relativní navigace Odometrie Inertní navigace Absolutní navigace Neuronové sítì v robotice Neuronové sítì Použití neuronových sítí Základní model neuronu Hebbovo uèení Robot sledující cíl a vyhýbající se pøekážkám Vícevrstvé sítì Metoda Backpropagation (BPG) Kohonenova sí Kohonenovy samoorganizaèní mapy Kohonenovy samoorganizaèní mapy algoritmus LVQ Aplikace neuronové sítì pøi øízení MR Robot øízený asociativní pamìtí Využití Kohonenovy mapy pøi navigaci robotu Napájení Pøíklady konstrukcí mobilního robotu Všesmìrový MR Pohybový subsystém robotu Senzorický subsystém robotu Øídicí systém VMR PETR NOVÁK: MOBILNÍ ROBOTY POHONY, SENZORY, ØÍZENÍ A

.. 180 6.1.3 Hebbovo uèení... 182 6.1.4 Robot sledující cíl a vyhýbající se pøekážkám... 192 6.2 Vícevrstvé sítì... 196 6.2.1 Metoda Backpropagation (BPG)... 197 6.3 Kohonenova sí.

4 8.2 Šestinohý kráèející robot Øídicí subsystém Pohybový subsystém Chùze Senzorický subsystém Závìr Literatura a odkazy Knihy nakladatelství BEN technická literatura Kontakty na prodejny technické literatury Pár slov o nakladatelství A PETR NOVÁK: MOBILNÍ ROBOTY POHONY, SENZORY, ØÍZENÍ 7

.. 236 Knihy nakladatelství BEN technická literatura.

5 O KNIZE Cílem této publikace je poskytnout základní informace potøebné k návrhu, sestavení a oživení základních subsystémù mobilního robotu [dále také MR] na kolovém, pøípadnì pásovém a kráèejícím podvozku pro výukové a experimentální úèely vèetnì aplikování základního autonomního chování. Ambicí knihy je také dát inspiraci pro experimentální èinnost v oblastech mobilní robotiky. Výbìr, skladba a rozsah jednotlivých kapitol byl volen s ohledem na uvedení základních informací potøebných pro návrh a konstrukci pohonného, senzorického a øídicího subsystému mobilního robotu pro edukaèní a experimentální úèely. Pozornost je také vìnována aplikování jednoduchých neuronových sítí v oblasti autonomního chování. V textu lze též nalézt øadu odvolání na jiné zdroje zabývající se danou problematikou. První kapitola je vìnována struènému popisu základních vlastností a omezení kompilátoru jazyka BASIC, který je souèástí vývojového prostøedí BASCOM Jedná se o pøekladaè pro mikrokontroléry s jádrem x51/52, softwarový simulátor a debugger. V tomto jazyku je napsána a odladìna vìtšina programù v této publikaci. Rovnìž je zde vysvìtlen dùvod jeho použití vèetnì uvedení jiných alternativ. Jednou z nosných kapitol je kapitola druhá pohonný subsystém robotu. Jsou zde popsány principy èinnosti, základní vlastnosti, charakteristiky, zpùsoby øízení a napájení malých stejnosmìrných a krokových motorù pøipadajících v úvahu jako souèást pohonu MR. Na praktickém pøíkladu je zde demonstrován možný postup výbìru vhodného stejnosmìrného nebo krokového motoru jako pohonu. V závìru kapitoly je též popsáno použití serva jako dostupné alternativy pohonu. Kapitola Senzorický subsystém jak už název napovídá, je vìnována popisu a použití základních vnitøních a vnìjších senzorù MR. Dùraz je kladen na inkrementální senzory a dekódování jejich signálu a na senzory navigaèní. Ty jsou uvedeny poèínaje tìmi nejjednoduššími taktilními, pøes IR senzory (vèetnì konstrukce), sonary, digitální kompas a další. Pro zmiòované senzory jsou v textu také okomentované zdrojové texty obslužných programù. Následující kapitola uvádí možné typy øídicích systémù postavených na PC, mikropoèítaèích a mikrokontrolérech. Jedná se o typy, které pøicházejí v úvahu jako øídicí systém MR. Vzhledem k tomu, že v øadì zde popisovaných konstrukcí je použit mikrokontrolér ATMEL 89C2051, je zde také struènì popsán, vèetnì komunikaèních rozhraní RS232 a RS485 a principu víceprocesorové komunikace. Základní principy navigace mobilních robotù jako je globální a lokální navigace (vèetnì odometrie) jsou pøehledovì zmínìny ve stejnojmenné kapitole. Pro aplikování umìlé inteligence v øízení mobilních robotù je možné použít celé øady principù. V této knize jsou pro tento úèel použity neuronové sítì. Jejich úvodní popis, popis základních struktur a jejich uèení je obsahem kapitoly Neuronové sítì. Zmínìny jsou vícevrstvé sítì, lineární asociátor a Kohonenovy mapy. V závìru kapitoly jsou uve- 8 PETR NOVÁK: MOBILNÍ ROBOTY POHONY, SENZORY, ØÍZENÍ A

Výbìr, skladba a rozsah jednotlivých kapitol byl volen s ohledem na uvedení základních informací potøebných pro návrh a konstrukci pohonného, senzorického a øídicího subsystému mobilního robotu pro

6 deny praktické aplikace neuronových sítí pøi autonomním øízení a navigaci mobilních robotù s využitím senzorického subsystému postaveném na senzorech popsaných v kapitole Senzorický subsystém. Problematice napájení mobilních robotù akumulátorùm, je vìnována následující krátká kapitola. V závìreèné kapitole jsou struènì popsány dvì konstrukce mobilních robotù tøíkolového se všesmìrovými koly a kráèejícího šestinohého. Subsystémy tìchto robotù jsou až na výjimky postaveny na modulech a prvcích popsaných v pøedchozích kapitolách. A PETR NOVÁK: MOBILNÍ ROBOTY POHONY, SENZORY, ØÍZENÍ 9

V závìreèné kapitole jsou struènì popsány dvì konstrukce mobilních robotù tøíkolového se všesmìrovými koly a kráèejícího šestinohého.

Podobné dokumenty

Využití stavebnice Lego při výuce

Využití stavebnice Lego při výuce Usage brick box LEGO in education Michal Pikner Bakalářská práce 2008 UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2007 4 ABSTRAKT Tato práce pojednává o využití robotů,