Freestyle Almost Autonomous Airsoft Platform (a3p)

[otoshi]

Cześć!
Przedstawiam wam mój owoc lockdownu. Robot a3p jest czterokołową platformą wyposażoną w obrotową wieżyczkę z działkiem na sprężone powietrze, który przy wykorzystaniu openCV jest w stanie rozpoznawać i namierzać rozmaite cele.
 

Mechanika
Większość części została wykonana z PLA w technologii FDM przez Janka @Holgin, któremu serdecznie dziękuję. Montaż całej konstrukcji nośnej wymaga tylko 2 śrub. Reszta części montowana jest na wcisk (jaskółczy ogon). Konstrukcja jest prawidłowo sztywna oraz niewrażliwa na drgania mechaniczne, co świadczy o dobrej precyzji wykonania części. Koła montowane są na przesuwnych płytkach, co pozwala na regulację prześwitu. Konstrukcja kół zapewnia robotowi minimalną amortyzację. Warto wspomnieć o oponach, które również zostały wykonane na drukarce 3D (fiberflex). Minimalna szybkość druku i kolejne zerwania spowodowały, że był to zdecydowanie najtrudniejszy element do wykonania.

Elektronika
Platforma zasilana jest pojedynczą baterią LiPo 4S. Na potrzeby projektu wykonany został dedykowany moduł zarządzania mocą. Płytka oparta jest o STM32 i pozwala na selektywne włączanie 4 sekcji zasilania (3v3, 5v, 12v i vbat). Moduł dokonuje róznież pomiaru napięcia każdego ogniwa baterii oraz mierzy prąd płynący przez sekcję vbat (tam podłączone są silniki). Za projekt PCB ponownie dziękuję @Holgin. Za kontrolę peryferiów odpowiadają 2 raspberry pi (3B+ dla pojazdu, Zero W dla wieżyczki). Każde koło napędzane jest szczotkowym silnikiem DC (12V, 90RPM). Ruch wieżyczki realizowany jest za pomocą silnika krokowego (obrót) oraz serwa modelarskiego (góra-dół). Zakres ruchów to 360° w poziomie oraz 40° w pionie. Działko pneumatyczne zostało zaadaptowane z gotowego chińskiego airsoftu (napęd to szczotkowy silnik DC).

Kamery to: Raspberry Pi Camera v2 (przód) oraz IR-CUT OV5647 (wieżyczka). Odległość do celu mierzona jest poprzez analizę odległości oraz kąta pomiędzy 2 plamkami lasera. Realizowane jest to za pomocą dwóch wskaźników laserowych i pozwala mierzyć dystans w zakresie 1-4 m.

Oprogramowanie

Komunikacja pomiędzy modułami oparta jest o framework ROS (Melodic). Za analizę obrazu odpowiedzialna jest biblioteka OpenCV. Robot może rozpoznawać obiekty dzięki gotowym sieciom ssd_mobilenet_v2 lub yolov3. Do wykrywania prostych okręgów wykorzystana została transformacja kołowa Hougha. Robot jest kontrolowany za pomocą desktopowego GUI (Qt5). W zakładce Live view widoczny jest obraz z obu kamer, aktualna liczba klatek dla kamery wieżyczki oraz odległość do celu. Możliwa jest tutaj zmiana trybu kamery oraz wydanie rozkazu strzału. W zakładce Settings mamy kontrolę nad sekcjami zasilania oraz możemy podejrzeć aktualną pozycję wieżyczki względem ramy robota.

• Kod projektu można znaleźć tutaj.
• Kod modułu zarządzania mocą tutaj.

Zachęcam do pytań i oceny projektu.

Pozdrawiam,
Tomek

[Treker (Damian Szymański)]

@otoshi witam na forum  Dzięki za opis ciekawego projektu! Możesz teraz konkurować z produktem od DJI:

 

[MR1979]

Świetny projekt i estetyczne wykonanie! Czekam na kolejne!

[grinone64]

Świetne!! Sam strzelam się na ASG i 5 lat temu myślałem już o takim sprzęcie, bo w teamie ja odpowiadam za pułapki etc.. 

Gratuluje!

[skoku]

Wielki szacun! Bardzo podoba mi się to openCV, czyni cuda   Zgadzam się z bez dwóch zdań z @Treker, ewidentnie konkurencja dla Robomastera!

[otoshi]

Dzięki za miłe słowa. Co do konkurencji dla DJI to do przekształcenia mojego prototypu w pełnoprawny produkt brakuje jeszcze kilkuset roboczogodzin. Wg mnie DJI sporo traci na zamkniętym sofcie. Programowanie za pomocą kafelków jakoś mnie nie przekonuje. Może tutaj jest nisza dla mojego robocika....