জুতা সেন্সর দিয়ে রোবট নেভিগেট করুন, W/o GPS, W/o মানচিত্র: 13 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:02

Obluoblu দ্বারা অনুসরণ করুন: oblu হল একটি অভ্যন্তরীণ নেভিগেশন সেন্সর oblu সম্পর্কে আরো

রোবটটি প্রি-প্রোগ্রামড পথে চলে এবং রিয়েল-টাইম ট্র্যাকিংয়ের জন্য ফোনে তার প্রকৃত মুভমেন্টের তথ্য প্রেরণ করে (ব্লুটুথের মাধ্যমে)। আরডুইনো পাথের সাথে প্রি-প্রোগ্রাম করা এবং রোবটের গতি সেন্সিং করার জন্য ওবলু ব্যবহার করা হয়। oblu নিয়মিত ব্যবধানে Arduino- তে চলাচলের তথ্য প্রেরণ করে। তার উপর ভিত্তি করে, রোডকে পূর্বনির্ধারিত পথ অনুসরণ করার জন্য Arduino চাকার গতিবিধি নিয়ন্ত্রণ করে।

ধাপ 1: একটি সংক্ষিপ্ত ভূমিকা

প্রজেক্টটি রোবটকে পূর্বনির্ধারিত পথে সুনির্দিষ্টভাবে স্থানান্তরিত করার জন্য, পজিশনিংয়ের জন্য জিপিএস বা ওয়াইফাই বা ব্লুটুথ ব্যবহার না করে, এমনকি মানচিত্র বা বিল্ডিং লেআউট প্ল্যানও নয়। এবং তার প্রকৃত পথ (স্কেলে) আঁকুন, রিয়েল-টাইমে। রিয়েল-টাইম অবস্থানের তথ্য প্রেরণের জন্য ব্লুটুথ তারের বিকল্প হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

ধাপ 2: ইন্টারেস্টিং ব্যাকগ্রাউন্ড স্টোরি

আমাদের দলের প্রধান এজেন্ডা হল জুতা-মাউন্টেড পথচারী নেভিগেশন সেন্সর তৈরি করা। যাইহোক, আমরা একটি একাডেমিক গবেষণা গোষ্ঠী দ্বারা যোগাযোগ করা হয়েছিল রোবট অভ্যন্তরে নেভিগেট করার প্রয়োজন এবং একই সাথে তার রিয়েলটাইম অবস্থান পর্যবেক্ষণের জন্য। তারা একটি আবদ্ধ চেম্বারে বিকিরণ ম্যাপিং বা একটি শিল্প স্থাপনায় গ্যাস ফুটো সনাক্ত করার জন্য এই ধরনের সিস্টেম ব্যবহার করতে চেয়েছিল। এই ধরনের স্থান মানুষের জন্য বিপজ্জনক। আমাদের Arduino ভিত্তিক রোবটের অভ্যন্তরীণ নেভিগেশনের জন্য একটি শক্তিশালী সমাধান খুঁজছেন।

যে কোন মোশন সেন্সর মডিউল (IMU) এর জন্য আমাদের সুস্পষ্ট পছন্দ ছিল "oblu" (ছবির উপরে রেফারেন্স)। কিন্তু এখানে চতুর অংশটি ছিল যে ওবলুর বিদ্যমান ফার্মওয়্যারটি সহজ কথায় পা-মাউন্ট করা অন্দর পথচারী ডেড রেকনিং (পিডিআর) বা পথচারী নেভিগেশনের জন্য উপযুক্ত ছিল। ফুট-মাউন্টেড আইএমইউ হিসাবে ওব্লুর পিডিআর পারফরম্যান্স বেশ চিত্তাকর্ষক। জুতা-সেন্সর হিসেবে ওবলুর রিয়েল-টাইম ট্র্যাকিংয়ের জন্য অ্যান্ড্রয়েড অ্যাপ (Xoblu) এর প্রাপ্যতা, সুবিধা যোগ করে। যাইহোক, চ্যালেঞ্জটি ছিল তার বিদ্যমান অ্যালগরিদম ব্যবহার করা যা মানুষের হাঁটার মডেলের উপর ভিত্তি করে, রোবট নেভিগেট এবং এটি পর্যবেক্ষণের জন্য।

ধাপ 3: "oblu" এর সংক্ষিপ্ত পরিচিতি

"oblu" একটি ক্ষুদ্রাকৃতির, কম খরচে এবং পরিধানযোগ্য মোশন সেন্সিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির দিকে লক্ষ্য করে ওপেনসোর্স ডেভেলপমেন্ট প্ল্যাটফর্ম। এটি লি-আয়ন রিচার্জেবল ব্যাটারি অপারেবল এবং জাহাজে ইউএসবি ব্যাটারি চার্জ করার অনুমতি দেয়। এতে ওয়্যারলেস যোগাযোগের জন্য একটি অনবোর্ড ব্লুটুথ (BLE 4.1) মডিউল রয়েছে। "oblu" একটি 32-বিট ফ্লোটিং পয়েন্ট মাইক্রোকন্ট্রোলার (Atmel এর AT32UC3C) হোস্ট করে যা জাহাজে জটিল নেভিগেশন সমীকরণগুলি সমাধান করার অনুমতি দেয়। অতএব একজন ওবলুতে সমস্ত গতি প্রক্রিয়াকরণ সম্পাদন করে এবং কেবল চূড়ান্ত ফলাফল প্রেরণ করে। এটি সহযোগী ব্যবস্থার সাথে ওবলুর সংহতকরণকে অত্যন্ত সহজ করে তোলে। "ওবলু" মাল্টি-আইএমইউ (এমআইএমইউ) অ্যারেও হোস্ট করে যা সেন্সর ফিউশন এবং মোশন সেন্সিং কর্মক্ষমতা বাড়ায়। MIMU পদ্ধতি "oblu" এর স্বতন্ত্রতা যোগ করে।

oblu এর অভ্যন্তরীণ গণনা মানুষের হাঁটার উপর ভিত্তি করে। oblu পরপর দুটি ধাপ এবং শিরোনাম পরিবর্তনের মধ্যে স্থানচ্যুতি প্রদান করে। কিভাবে - যখন পা মাটির সংস্পর্শে আসে, তখন সলের গতি শূন্য হয়, অর্থাৎ সোল স্থবির থাকে। এই ভাবে oblu 'পদক্ষেপ' সনাক্ত করে এবং কিছু অভ্যন্তরীণ ত্রুটি সংশোধন করে। এবং ত্রুটির এই ঘন ঘন সংশোধন, মহান ট্র্যাকিং কর্মক্ষমতা ফলাফল। সুতরাং এখানে ধরা পড়ে। কি হবে যদি আমাদের রোবটও একই পদ্ধতিতে চলাফেরা করে - সরানো, থামানো, সরানো, থামানো … আসলে, ওবলু এমন কোন বস্তুর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে যার চলাফেরায় নিয়মিত শূন্য এবং শূন্য মুহূর্ত থাকে। এভাবে আমরা ওবলু নিয়ে এগিয়ে গেলাম এবং অল্প সময়ের মধ্যেই আমরা আমাদের রোবট এবং ট্র্যাকিং সিস্টেমকে একত্রিত করতে পারলাম।

ধাপ 4: "oblu" এর ব্যবহার কি?

আমরা আমাদের সময় প্রায় 70% বাড়ির ভিতরে ব্যয় করি। অতএব, এমন অনেক অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে যার জন্য মানুষ এবং মেশিনের অভ্যন্তরীণ নেভিগেশন প্রয়োজন। সর্বাধিক ব্যবহৃত পজিশনিং সমাধান হল স্যাটেলাইট ভিত্তিক জিপিএস/জিএনএসএস যা বহিরঙ্গন নেভিগেশনের জন্য ভাল। এটি অভ্যন্তরীণ পরিবেশে বা শহুরে পরিবেশে ব্যর্থ হয় যা পরিষ্কার আকাশে অ্যাক্সেসযোগ্য নয়। এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনগুলি হল বস্তিগুলির জিও-জরিপ বা ভারী গাছের ছাউনির নীচে থাকা এলাকা, রোবটগুলির অভ্যন্তরীণ নেভিগেশন, অগ্নিনির্বাপণ, খনির দুর্ঘটনা, শহুরে যুদ্ধের জন্য উদ্ধারকারী এজেন্টদের অবস্থান ইত্যাদি।

অগ্নিনির্বাপকদের অবস্থানের জন্য ওবলুর পূর্বসূরিকে একটি খুব কমপ্যাক্ট জুতা-সেন্সর (বা একটি পিডিআর সেন্সর) হিসাবে চালু করা হয়েছিল, যা পরে নির্মাতাদের জন্য একটি উচ্চ কনফিগারযোগ্য উন্নয়ন প্ল্যাটফর্ম হিসাবে আপগ্রেড এবং সংশোধন করা হয়েছিল যারা সহজ-নির্ভুল খুঁজছেন। মানুষের অভ্যন্তরীণ নেভিগেশন এবং রোবটগুলির জন্য সাশ্রয়ী মূল্যের জড় অনুভূতি সমাধান। এখন পর্যন্ত, ওবলু ব্যবহারকারীরা পথচারীদের ট্র্যাকিং, শিল্প সুরক্ষা এবং সম্পদ ব্যবস্থাপনা, কৌশলগত পুলিশিং, জিপিএস বিচ্ছিন্ন অঞ্চলের জিও-জরিপ, স্ব-নেভিগেটিং রোবট, সহায়ক রোবটিক্স, গেমিং, এআর/ভিআর, চলাচলের ব্যাধিগুলির চিকিত্সা, পদার্থবিদ্যা বোঝার ক্ষেত্রে তার অ্যাপ্লিকেশনগুলি প্রদর্শন করেছে। গতি ইত্যাদি oblu স্থান সীমাবদ্ধতা সঙ্গে অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত, যেমন পরিধানযোগ্য গতি সেন্সিং। এটি একটি বেতার IMU হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, অন-বোর্ড ব্লুটুথের জন্য ধন্যবাদ। চারটি আইএমইউ অ্যারের সাথে অন-বোর্ড ফ্লোটিং পয়েন্ট প্রসেসিং ক্ষমতার উপস্থিতি, মডিউলের মধ্যেই সেন্সর ফিউশন এবং মোশন প্রসেসিং সম্ভব করে তোলে, যার ফলশ্রুতিতে খুব সঠিক মোশন সেন্সিং হয়।

ধাপ 5: প্রকল্পের গল্প

এই প্রকল্পের গল্প ভিডিওতে রয়েছে …

ধাপ 6: সিস্টেমের বর্ণনা

রোবটটি প্রি-প্রোগ্রামড পথে চলে এবং রিয়েল-টাইম ট্র্যাকিংয়ের জন্য ফোনে তার প্রকৃত মুভমেন্টের তথ্য প্রেরণ করে (ব্লুটুথের মাধ্যমে)।

আরডুইনো পাথের সাথে প্রি-প্রোগ্রাম করা হয়েছে এবং রোবটের গতি সেন্সিং করার জন্য ওবলু ব্যবহার করা হয়। oblu নিয়মিত ব্যবধানে Arduino- তে চলাচলের তথ্য প্রেরণ করে। এর উপর ভিত্তি করে, রোডকে পূর্বনির্ধারিত পথ অনুসরণ করার জন্য Arduino চাকার গতিবিধি নিয়ন্ত্রণ করে।

রোবটের পথটি সরলরেখার একটি সেট হিসাবে প্রোগ্রাম করা হয়েছে। প্রতিটি লাইন সেগমেন্ট তার দৈর্ঘ্য এবং পূর্ব দিকের দিক দিয়ে ওরিয়েন্টেশন দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়। রোবটের গতি বিচক্ষণ রাখা হয়, যেমন এটি সরলরেখায় চলে, কিন্তু ছোট অংশে (সরলতার জন্য 'স্ট্রিডস' কল করে)। প্রতিটি ধাপের শেষে, ওবলু সরলরেখা থেকে আরডুইনোতে বিস্তৃত দৈর্ঘ্য এবং বিচ্যুতি (ওরিয়েন্টেশনে পরিবর্তন) প্রেরণ করে। Arduino এই ধরনের তথ্য পাওয়ার প্রতিটি ধাপে রোবটের সারিবদ্ধতা সংশোধন করে, যদি এটি পূর্বনির্ধারিত সরলরেখা থেকে বিচ্যুতি খুঁজে পায়। প্রতি প্রোগ্রামের মতো, রোবট সবসময় একটি সরলরেখায় চলে যাওয়ার কথা। যাইহোক, এটি সরলরেখা থেকে বিচ্যুত হতে পারে এবং একটি নির্দিষ্ট কোণ বা তির্যক পথে হাঁটতে পারে কারণ অসম পৃষ্ঠ, রোবট সমাবেশে ভর ভারসাম্যহীনতা, ডিসি মোটরগুলিতে স্থাপত্য বা বৈদ্যুতিক ভারসাম্যহীনতা বা সামনের মুক্ত চলমান চাকার এলোমেলো দিকের কারণে। একটি পদক্ষেপ নিন.. আপনার শিরোনাম সংশোধন করুন … এগিয়ে যান। যদি রোবটটি সেই নির্দিষ্ট লাইন সেগমেন্টের প্রোগ্রাম করা দৈর্ঘ্যের চেয়ে বেশি ভ্রমণ করে তবে পিছনের দিকে চলে যায়.. পরবর্তী স্ট্রিড লেন্থ সেই নির্দিষ্ট সরল রেখা সেগমেন্টের আওতাভুক্ত অবশিষ্ট দূরত্বের উপর নির্ভর করে। ভ্রমণের দূরত্ব যখন বড় হয় এবং গন্তব্যের কাছাকাছি ছোট পদক্ষেপ নেয় (অর্থাৎ প্রতিটি সরলরেখার শেষের দিকে) তখন রোবটটি বড় পদক্ষেপ নেয়। oblu একযোগে Arduino এবং ফোনে (ব্লুটুথের মাধ্যমে) ডেটা প্রেরণ করে। Xoblu (অ্যান্ড্রয়েড অ্যাপ) রোবট থেকে প্রাপ্ত চলাচলের তথ্যের উপর ভিত্তি করে পথ তৈরি করার জন্য কিছু সহজ গণনা করে, যা ফোনে রিয়েল-টাইম ট্র্যাকিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়। (Xoblu ব্যবহার করে পথ নির্মাণ দ্বিতীয় ছবিতে চিত্রিত)।

সংক্ষেপে, ওবলু গতি অনুভব করে এবং নিয়মিত বিরতিতে Arduino এবং ফোনে আন্দোলনের তথ্য যোগাযোগ করে। প্রোগ্রাম করা পথ এবং গতি তথ্য (oblu দ্বারা পাঠানো) উপর ভিত্তি করে, Arduino চাকার গতিবিধি নিয়ন্ত্রণ করে। স্টার্ট/স্টপ কমান্ড ছাড়া রোবটের চলাচল দূর থেকে নিয়ন্ত্রিত হয় না।

ওবলুর ফার্মওয়্যারের জন্য ভিজিট করুন

রোবটের অরডুইনো কোডের জন্য https://github.com/vijkumsha/oblu_Robot দেখুন

ধাপ 7: পথের মডেলিং

রোবটটি সবচেয়ে ভালোভাবে নিয়ন্ত্রিত হতে পারে যদি এটি কেবল সরল রেখার অংশে চলে। অতএব, পথটি প্রথমে সরলরেখার একটি সেট হিসাবে মডেল করা উচিত। আরডুইনোতে এভাবেই পথ প্রোগ্রাম করা হয়।

অনুরূপভাবে যে কোন পথ যা সরলরেখার অংশগুলির একটি সেট, আরডুইনোতে সংজ্ঞায়িত এবং প্রোগ্রাম করা যেতে পারে।

ধাপ 8: সার্কিট সমাবেশ

শীর্ষ স্তরের সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন ডায়াগ্রাম। Arduino এবং oblu হার্ডওয়্যার সমাবেশের অংশ। UART Arduino এবং oblu এর মধ্যে যোগাযোগের জন্য ব্যবহৃত হয়। (দয়া করে সংযোগ Rx/Tx সংযোগটি নোট করুন।) ডেটাফ্লোর দিকনির্দেশনা শুধুমাত্র রেফারেন্সের জন্য। পুরো হার্ডওয়্যার সমাবেশ ব্লুটুথ ব্যবহার করে স্মার্টফোনের (Xoblu) সাথে যোগাযোগ করে।

ধাপ 9: সার্কিট ডায়াগ্রাম

Arduino, oblu, মোটর ড্রাইভার এবং ব্যাটারি প্যাকের মধ্যে বিস্তারিত বৈদ্যুতিক সংযোগ।

ধাপ 10: কমিউনিকেশন প্রোটোকল:

নিচে রোবট এবং স্মার্টফোনে লাগানো ওবলু সেন্সরের মধ্যে ডেটা কমিউনিকেশন কিভাবে হয়, তা হল: Xoblu:

ধাপ 1: Xoblu স্টার্ট কমান্ড পাঠায় oblu ধাপ 2: oblu Xoblu- এ যথাযথ ACK পাঠিয়ে কমান্ড পাওয়ার স্বীকৃতি দেয় ধাপ 3: oblu প্রতিটি ধাপে, প্রতিটি ধাপে, স্থানান্তর এবং ওরিয়েন্টেশন ইনফরমেশন সম্বলিত ডাটা প্যাকেট Xoblu- এ পাঠায়। (ধাপ = যখনই শূন্য গতি সনাক্ত করে বা স্থির ধরা পড়ে)। ধাপ 4: Xoblu ওবলুতে উপযুক্ত ACK পাঠিয়ে শেষ ডাটা প্যাকেট পাওয়ার কথা স্বীকার করে। (Xoblu স্টপ না পাঠানো পর্যন্ত ধাপ 3 এবং 4 এর চক্র পুনরাবৃত্তি হয়। STOP কমান্ড পাওয়ার পর, oblu ধাপ 5 চালায়) ধাপ 5: STOP - (i) ওবলুতে প্রক্রিয়াকরণ বন্ধ করুন START, ACK, DATA এবং STOP এর বিবরণ

ধাপ 11: কিভাবে "oblu" IMU কাজ করে (alচ্ছিক):

ওবলুর সংক্ষিপ্ত বিবরণ এবং ফুট-মাউন্টেড পিডিআর সেন্সরের অপারেশনের প্রাথমিক নীতিমালার কিছু রেফারেন্স উপস্থাপন করা:

ওবলুর উপলব্ধ সোর্স কোডটি পায়ে মাউন্ট করা নেভিগেশনের দিকে লক্ষ্য করা হয়েছে। এবং এটি সেই উদ্দেশ্যে সর্বোত্তম অনুকূলিত। নীচের ভিডিওটি এর অপারেশনের মৌলিক নীতিমালা জুড়েছে:

পাদদেশে মাউন্ট করা PDR সেন্সরের কয়েকটি সহজ নিবন্ধ এখানে দেওয়া হল: ১। আমার পদক্ষেপগুলি ট্র্যাক করুন

2. আমার পদক্ষেপগুলি ট্র্যাক করা চালিয়ে যান

পা-সেন্সর ব্যবহার করে পথচারীদের মৃত হিসাবের বিশদ বিবরণের জন্য আপনি এই নথিটি উল্লেখ করতে পারেন।

ধাপ 12: "oblu.io" দেখুন (alচ্ছিক)

"Oblu" এর সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ভিডিওটি দেখুন:

---------------- অনুগ্রহ করে আপনার মতামত, পরামর্শ শেয়ার করুন এবং মন্তব্য করুন। শুভ কামনা!

ধাপ 13: উপাদান

1 ওবলু (একটি ওপেনসোর্স আইএমইউ ডেভেলপমেন্ট প্ল্যাটফর্ম)

1 স্মার্ট মোটর রোবট কার ব্যাটারি বক্স চেসিস কিট DIY স্পিড এনকোডার Arduino এর জন্য

1 সোল্ডারলেস ব্রেডবোর্ড হাফ সাইজ

1 পুরুষ/মহিলা জাম্পার তারের

2 ক্যাপাসিটর 1000 µF

1 টেক্সাস ইন্সট্রুমেন্টস ডুয়াল এইচ-ব্রিজ মোটর ড্রাইভার L293D

1 আরডুইনো মেগা 2560 এবং জেনুইনো মেগা 2560

4 অ্যামাজন ওয়েব সার্ভিস AA 2800 Ni-MH রিচার্জেবল