Як зробити безпілотник з дерева - докладний покроковий майстер-клас та корисні поради для саморобкіна.
Безпілотні літальні апарати (БПЛА) стали одним із найактуальніших і захоплюючих напрямів техніки в останні роки. Спочатку розроблені виключно для військових потреб, вони швидко знайшли застосування у різних сферах, таких як геодезія, сільське господарство, моніторинг довкілля та багато іншого.
Однак, багато людей цікавляться тим, як створити свій власний БПЛА, зроблений з доступних та екологічно чистих матеріалів, таких як дерево. У цій статті ми розглянемо майстер-клас зі створення безпілотника з дерева, а також поділимося корисними порадами, які допоможуть вам у цьому захоплюючому процесі.
Створення дерев'яних безпілотників пропонує безліч переваг. По-перше, дерево – відмінний вибір для тих, хто піклується про екологічність та стійкість своїх проектів. По-друге, використання дерева дозволяє значно заощадити на вартості матеріалів, оскільки воно доступне та легко обробляється. Проте, створення безпілотного літального апарату – процес творчий і потребує певних знань та навичок, які ми докладно розглянемо у нашому майстер-класі.
Підготовка матеріалів
Перш ніж розпочати створення безпілотника з дерева, необхідно правильно підготувати всі необхідні матеріали. Вам знадобляться наступні інструменти:
- Пила для роботи з деревом;
- Набір для різьблення по дереву;
- Дриль з набором свердл різного діаметра;
- Інструменти для вимірювання та маркування;
- Добре заточені ножі;
- Наждачний папір різної зернистості;
- Клей для деревини;
- Затискачі або струбцини для фіксації елементів;
Крім інструментів потрібно закупити потрібні матеріали:
- тверде дерево, таке як дуб, вільха або в'яз;
- попередньо оброблена деревина для легкого початку роботи;
- дерев'яна клейова плита;
- Лак або фарба для захисту та прикраси готової моделі.
Зробіть необхідну закупівлю заздалегідь, щоб не відкладати роботу зі створення моделі з дерева.
Розробка конструкції
Перед тим, як розпочати виготовлення безпілотника з дерева, необхідно розробити його конструкцію. Вивчіть основні особливості дерев'яних моделей та визначтеся з вимогами, які потрібно врахувати при проектуванні.
Першим кроком є вибір матеріалу виготовлення конструкції. Дерево - прекрасний і екологічно чистий матеріал, який має високу міцність і легкість. Однак, врахуйте, що дерево схильне до впливу вологи і може втрачати свої властивості при тривалому контакті з водою. Тому варто використовувати спеціальні просочення і лаки, щоб дерево стало більш стійким до вологи.
Другим кроком є розробка форми та розмірів безпілотника. Врахуйте, що форма має бути аеродинамічною, щоб мінімізувати опір повітря та підвищити ефективність польоту. Також розгляньте питання про баластові системи, які дозволять керувати польотом та стабілізувати положення безпілотника в повітрі.
Третім кроком є проектування кріпильних елементів та з'єднань. Дерево - матеріал, який добре піддається обробці: його можна розпиляти, вирізати необхідну форму, а також поєднувати різними способами. В цьому випадку, зверніть увагу на якість та міцність кріпильних елементів, які будуть використовуватися при обробці та монтажі дерев'яної конструкції.
Важливо пам'ятати, що розробка конструкції дерев'яного безпілотника – це творчий процес, що вимагає глибоких знань і досвіду в галузі деревообробки. Дотримуйтесь рекомендацій та порад досвідчених майстрів, і ваш безпілотник з дерева стане надійним та функціональним пристроєм.
Технології створення
Для створення безпілотника з дерева можна використовувати різні технології та методи. Ось кілька важливих етапів:
| Етап | Опис |
|---|---|
| Концепт-дизайн | Спочатку необхідно розробити концепт-дизайн безпілотника з дерева. Це включає визначення розмірів, форми і основних деталей конструкції. |
| Моделювання | Наступним кроком є створення 3D-моделі безпілотника за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення. Це дозволяє візуалізувати та перевірити конструкцію перед фізичним створенням. |
| Розрізання дерева | Для створення безпілотника використовують листи дерева певної товщини. Після моделювання слід розрізати ці листи за необхідними розмірами та формами. |
| Складання та кріплення | Після розрізання дерева потрібно зібрати всі деталі конструкції. Застосовуються різні методи з'єднання, такі як клей, цвяхи або шурупи. |
| Обробка поверхні | Після збирання безпілотника необхідно обробити поверхні дерева для надання їм гладкості та захисту від зовнішніх впливів. Зазвичай використовуються шліфування та лакування. |
| Встановлення електроніки | Потім слід встановити всі необхідні компоненти електроніки, такі як двигуни, контролери, акумулятори та сенсори. Все це дозволить функціонувати безпілотнику. |
| Тестування та доопрацювання | Після завершення складання та встановлення електроніки необхідно протестувати безпілотник і, при необхідності, внести доопрацювання. |
| Фінальна обробка | Наприкінці процесу слід провести фінальну обробку безпілотника, що включає фарбування, захисне покриття та декоративні елементи. |
Дотримуючись цих технологій створення, ви зможете створити унікальний безпілотник з дерева власними руками.
Програмування пристрою
Програмування мікроконтролера можна виконувати різними мовами програмування, таких як C чи C++. Однак рекомендується вибрати мову, яка надає підтримку для цього мікроконтролера і має простий синтаксис для програмістів-початківців.
Одним із найважливіших аспектів програмування безпілотних пристроїв з дерева є розробка алгоритму навігації. Це алгоритм, який визначає шлях прямування безпілотника, його поведінка у різних ситуаціях та взаємодія з навколишнім середовищем. Розробка такого алгоритму може бути складним завданням, тому рекомендується провести дослідження у сфері штучного інтелекту.
При програмуванні пристрою рекомендується використовувати принципи модульного програмування, щоб зробити код більш читабельним та зручним для роботи з ним у майбутньому. Також рекомендується регулярно робити бекапи програмного коду, щоб уникнути втрати даних через помилки або збої під час роботи.
Необхідно пам'ятати, що програмування безпілотного пристрою з дерева є складним та відповідальним процесом, що потребує високої кваліфікації та досвіду. Тому, якщо у вас немає достатніх знань та навичок, рекомендується звернутися за допомогою до фахівців або пройти спеціальні курси.
У результаті, правильне програмування мікроконтролера та розробка алгоритму навігації дозволять вашому безпілотнику з дерева успішно виконувати всі завдання та досягати поставлених цілей.
Тестування та налагодження
Після завершення складання безпілотника з дерева необхідно провести тестування та налагодження, щоб переконатися у його працездатності та безпеці.
Першим кроком у процесі тестування є перевірка всіх механічних деталей та з'єднань. Переконайтеся, що дерев'яна конструкція міцно зібрана та всі елементи надійно закріплені. У разі потреби виконайте додаткову обробку або заміну слабких місць.
Потім перейдіть до перевірки електронних компонентів та систем керування. Підключіть усі необхідні датчики, мотори та інші пристрої до контролера безпілотника. Запустіть програму керування та перевірте, чи всі функції працюють коректно.
Для тестування польотних характеристик безпілотника рекомендується вибрати відкритий простір, віддалений від перешкод та людей. Переконайтеся, що операційна зона включає достатню кількість вільного простору для маневрування та безпечного посадкового місця.
Під час тестового польоту зверніть увагу на поведінку безпілотника у різних режимах польоту. Перевірте його стійкість, маневреність та здатність виконувати задані команди. Якщо ви помічаєте нештатну поведінку чи помилки, поверніться до налагодження та внесіть необхідні виправлення.
Необхідно також здійснити перевірку безпеки. Переконайтеся, що безпілотник надійно обладнаний системами аварійної зупинки, захисту від пожежі та іншими засобами безпеки. Також рекомендується мати запасні частини та інструменти для оперативного реагування на можливі поломки чи несправності.
Весь процес тестування та налагодження повинен проводитися з особливою увагою до безпеки та дотримання правил безпечного використання безпілотників.При виявленні серйозних помилок або проблем необхідно проконсультуватися з досвідченими фахівцями та експертами, щоб виправити їх негайно.
Поради щодо експлуатації
Після того, як ви успішно створили свій безпілотник із дерева, важливо знати, як правильно експлуатувати його. Нижче наведено кілька корисних порад:
1. Підтримуйте безпілотник у хорошому стані.
Регулярно перевіряйте дерев'яну раму на наявність тріщин чи пошкоджень. Якщо ви виявите будь-які проблеми, негайно виправте їх, щоб запобігти подальшим пошкодженням.
2. Правильно зберігайте безпілотник.
Зберігайте безпілотник з дерева у сухому та захищеному від негоди місці. Уникайте прямого впливу вологи, оскільки це може пошкодити матеріал та електронні компоненти.
3. Регулярно перевіряйте акумулятор.
Акумулятор є одним із ключових деталей безпілотника. Періодично перевіряйте його заряд і замінюйте, якщо потрібно. Переконайтеся, що акумулятор повністю заряджений перед кожним польотом.
4. Враховуйте погодні умови.
Не літайте на безпілотнику з дерева під час сильного вітру, дощу чи снігопаду. Екстремальні погодні умови можуть негативно вплинути на роботу безпілотника і навіть викликати його падіння.
5. Навчіться керувати безпілотником.
Перед початком польотів приділіть час навчання керуванню безпілотником. Це допоможе вам уникнути можливих аварій та отримати максимальну віддачу від вашого пристрою.
Дотримуючись цих простих порад, ви зможете максимально продовжити термін служби свого безпілотника з дерева та насолоджуватися використанням його протягом тривалого часу.
Сам собі інженер: як створити свій дрон та керувати його рухом
Дрони потрібні не тільки для розваг та зйомок гарних видів, вони здатні на більше.Дослідники вже роблять безпілотники, які спілкуються один з одним і шукають людей, які тонуть. Вони ж представляють пристрої, які доставляють товари швидше за будь-якого кур'єра. Безпілотне таксі, що літає, — теж не фантазія вчених, а транспорт майбутнього. Що на нас чекати і які пристрої розробляють в Іннополісі — у своїй лекції розповів Роман Федоренко, екс-доцент Лабораторії спеціальної робототехніки Університету Іннополіс.
Читайте «Хайтек» у
Хто такі роботи?
Декілька років тому на Reddit з'явилася класна штука — вчені описували складні дослідження однією простою фразою. Якби мене попросили так зробити, я сказав би, що робототехніка — область, де можна побачити, як рухається код.
Робототехніка – це синергетична прикладна сфера діяльності. Вона складається з програмування, мехатроніки та кібернетики. Мехатроніка це те, що взаємодіє з реальним світом. А кібернетика — багатоланкова наука, яка включає, насамперед, управління створеними програмами.
Що таке робот? 15 років тому багато хто б сказав, що це робот-маніпулятор, який працює на заводі і займається зварюванням або фарбуванням. Інша популярна відповідь - це робот-андроїд зі світу кіно. Але чи є роботом рухомий візок чи безпілотний автомобіль? Так, це також одна з областей роботехніки. Літальні апарати — теж роботи, одні з останніх розробок включають інтелектуальні технології і є, по суті, автономними роботами.
Рухливий візок - це теж робот
Ще є така сфера робототехніки як field robotics — «мобільна робототехніка». Сюди включають усіх роботів, які рухаються у полі, будівлі чи під водою. Найцікавіше застосування, на мій погляд, це сільське господарство.
Історія літальних апаратів
Історія літальних апаратів розпочалася у минулому столітті. До цього літали лише повітряні кулі без двигуна, і їх важко було назвати роботами. На початку минулого століття функціонували два типи літальних апаратів — дирижаблі та літаки. Перший керований політ здійснили брати Райт. Причому перший автопілот з'явився досить швидко, через 10 років після цього, він допомагав стабілізувати політ.
Поточний напрямок робототехніки пов'язаний з розвитком та доступністю нових відкритих автопілотів, таких як PixHawk (PixHawk – відкрите апаратне забезпечення для контролерів, дронів та інших БПЛА. Його використовують для академічних, аматорських та професійних цілей). Приклад приходу дронів у життя кожної людини – доставка піци компанією «Додо Піца» разом із «Коптр експрес» – це сталося у 2014 році.
Історія летальних апаратів
Як керується дрон
Сучасні літальні апарати використовують один із трьох принципів створення підйомної сили — аеростатичний, реактивний чи аеродинамічний. Аеродинамічний принцип польоту та створення підйомної сили (відкидання вниз частини повітря) можна реалізувати або за рахунок руху всього апарату, з нерухомою несучою поверхнею (крило), або за рахунок руху окремих несучих частин апарату (несучий гвинт, вентилятор) щодо повітряного середовища.
Як літають пристрої
Дрон має гвинт, який створює підйомну тягу. Відірвавшись від землі, пристрій починає рухати гвинтом швидше і піднімається нагору. Але сила дії дорівнює силі протидії. При обертанні гвинта створюється момент в інший бік – з цим пов'язана конструкція вертольотів та коптера.Якщо у вертольота буде один гвинт, він не буде стабільним. Тому пристрій використовує або схему з двома гвинтами або хвостовий гвинт.
У квадрокоптері дуже проста конструкція — у нього зазвичай чотири гвинти, два з яких обертаються в один бік, а два в інший. Якщо користувачеві потрібно рухатися вперед, то одні гвинти обертаються повільніше, а інші швидше. А якщо користувач хоче повернути, то одні гвинти, розміщені на діагоналі, прискорюються, а інші — сповільнюються.
Як літає квадрокоптер
Рухи коптера по кутах пов'язані з рухом координатами. Якщо пілот хоче рухатися вперед, потрібно спочатку нахилити дрон вперед, а потім, коли пристрій на електротязі потягнеться вперед, стабілізувати його в точці, де ми хочемо залишитися.
Це схема одного з найпопулярніших автопілотів, на базі якого можна створити нові пристрої. Він підключається до всіх моторів та датчиків. Причому мотори мають свій блок управління, регулятор ESC — Electronic Speed Controller, керуючий оборотами мотора.
З сенсорів тут є GPS, щоб дрон міг працювати поза приміщеннями, літати по точках та стабілізувати становище. Але всередині автопілота також є IMU — модуль інерційних датчиків, який дозволяє йому визначати кути орієнтації. Також є канал зв'язку, наземний пункт керування та батарея.
Як говорилося вище, існує певний рівень управління двигуном — ми, не замислюючись, можемо задати швидкість обертання. За тим самим принципом працюють інші рівні: наступний — це управління орієнтацією.
Але насамперед нам потрібно керувати швидкістю обертання - на цьому рівні літають FPV-коптери (пристрої, які дозволяють спостерігати за картинкою з камери дрона в режимі реального часу від першої особи (FPV - First Person View). Досвідчені пілоти задають швидкість обертання і постійно підрулюють джойстиком Наступний етап – коли користувач може стабілізувати кут, але при цьому дрон все одно рухатиметься. Далі – контроль швидкості, а найвищий – це позиційне керування, маневри для руху в точку або рух заданою траєкторією.
Ті, хто бажають програмувати, збирати і керувати дронами - повинні звернути увагу на opensource-автопілот PIX4. Навколо повітряної роботехніки є ціла спільнота (ROS - robotic operating system, або Open robotics), є симулятори для дронів. Тому багато експериментів можна зробити в симуляторі, не маючи самого дрону.
Стадії розробки дрону
Дослідники починають із концептуального моделювання, а потім їм потрібно побудувати точну модель апарату. Не заглиблюючись у формулу, модель коптера — це, насправді, модель твердого тіла. Це другий закон Ньютона, розширений системи частинок. Він має поступальний та обертальний рух, є кінематика та динаміка руху, а щоб описати модель конкретного апарату, ми повинні додати сюди рівняння сил, що діють на конкретний дрон.
Наступним етапом є розробка системи керування. Якщо йти класичним способом: спочатку ми дізнаємося про точну математичну модель і на її основі вже синтезуємо алгоритм управління або нові формули. У систему управління можна включати всі рівні: планування руху, сприйняття середовища, оцінювання стану за допомогою датчиків.Алгоритми дозволяють уточнювати наші координати та дані.
Система керування дронами
Коли є алгоритм управління, його можна відразу застосовувати, але це досить затратно. Пристрої падають за найменшої помилки — це треба враховувати та робити резервні копії. Для тестування використовують симулятори.
Нижче показана віртуальна екскурсія Іннополісом — продукт нашого університету, він доступний для скачування на GitHub. Це не лише візуальна складова, а й дані всіх датчиків апарату. Він має всі позиційні датчики, ним керують як дроном і можуть налагоджувати всі алгоритми управління.
Так дрони навчаються у симуляції
Коли на основі досвіду з симулятором з'являється більше впевненості, можна переходити до апаратної реалізації. Тут показано її складові: виготовлення апарату з карбону та композиту, створення електроніки, розміщення двигунів, їх кріплення.
Тести починаються не на вулиці: спочатку пристрої тестуються на підвісі чи спеціальному стенді. Там можна налагоджувати елементи функціонування безпілотного літального апарату. Наприклад, тут показаний літак вертикального зльоту та посадки – це гібрид коптера та літака, на відео можна побачити, як він справляється із зовнішніми обуреннями та тримає кут. Справа показаний досить шалений експеримент, коли запускають п'ять двигунів одночасно і дивляться, як система управління справляється з цим.
Після тестування переходять до підльотів — невеликі злети на невеликих швидкостях, керований рух із пілотом, який може перехопити контроль. Фінальним акордом є повністю безпілотний політ.
Пристрій злітає вертикально - "по-коптерному", потім у нього включається маршовий двигун, безпілотник розганяється, переходить у літаковий режим, розвиває достатню швидкість, щоб працювало крило. Потім контурні гвинти вимикаються, і він летить самолітним - процес посадки здійснюється у зворотній послідовності.
Що відбувається з безпілотниками
Одне із завдань, над яким працюють сучасні вчені, — обхід перешкод при польоті. Деякі дрони вже вміють це, але завдання коштує трохи ширше - треба навчити пристрої якнайшвидше рухатися в середовищі з перешкодами. І тут, як і раніше, є куди прагнути і покращувати алгоритми.
Ще один приклад такого тестування – політ у лісі. Є дуже цікавий підхід — тут використовуються не лише нові алгоритми, а й сенсорика — івенткамера. Це дуже високочастотна камера, яка передає різницю між кадрами у кожну одиницю часу: це дозволяє швидко здійснювати керування та реагувати на перешкоди.
В області планування руху дрону проводяться змагання: хто швидше це зробить. Завдання у тому, щоб картографувати невідому область, побудувати її тривимірне уявлення, знайти у ньому об'єкти. Ми літали в університеті, але також вирішували завдання пошуку об'єктів. Наші результати були навіть кращими, ніж у відомих опублікованих алгоритмів.
Існують змагання і з гонки дронів. Вони робляться на пристроях з камерою, коли пілот має окуляри і він керує дроном, щоб максимально швидко пролетіти через ворота. Досить видовищний захід, де те саме завдання треба виконати і в автоматичному режимі.На жаль, поки що комп'ютеру вдалося перемогти людину лише у шахи, а робот-дрон не зміг обігнати людину-пілота, хоча прогрес уже досить серйозний. Дрон за допомогою алгоритму машинного зору може виконувати такі завдання, робота йде лише збільшення швидкості.
Ще одне змагання – Microsoft Games of drones, воно проводиться у симуляторі. У цій же області проводиться одне з найвідоміших провідних змагань у Саудівській Аравії. Учасники там набираються на три роки наперед.
Безпілотні пристрої використовують для шоу дронів – це видовищні заходи, які сьогодні стали заміною на салюти. Але це не єдине групове застосування - вони можуть перевіряти велику область.
Де застосовують
Щоб це не виглядало як виключно наукові розробки, нижче – демо дрона Skydio. Зараз це найдосконаліший пристрій щодо автономності. Це приклад того, як сучасні технології — картографія, обхід перешкод, планування руху використовуються спільно у вже доступному для користувача продукті.
Ще один напрямок – це нові конструкції літальних апаратів. Одне з них — складні дрони. Один такий пристрій може залітати у вузькі місця для інспекції після аварії. Інший приклад - дрон, який може розкладатися. Наприклад, він уміє вилітати з вузької пневматичної труби і далі летіти у звичайному режимі.
У нас теж є проект у цій галузі – це м'який Tensodrone. Це перший дрон м'якої конструкції, що літає. Задоволення полягає в тому, що його можна упускати і він залишиться цілим. Крім того, можна змінити довжину балок, натяг тросів.
Два приклади, які втілять у життя найближчим часом. По-перше, доставка за допомогою дронів.Зараз є дуже цікава реалізація, коли ми поєднуємо поштамот і посадкову станцію дрону — у цьому випадку не потрібно дбати про те, коли дрон прилетить, куди він сяде, щоб ми до нього вийшли вчасно, забрали вантаж, доки його не вкрали. Другий приклад — таксі, що літає. Це вражаюча область розробок, вже є працюючі прототипи. Але це відбудеться лише найближчим десятиліттям.
Які розробки в області таксі з'являлися за останні 6 років:
— Компанія «Ховер» представила апарат із малошумним електродвигуном та компактними габаритами — як у автомобіля. Він злітає на висоту 150 м і сідає на стандартне місце для паркування. Дрон розрахований на двох пасажирів, максимальна вантажопідйомність – 300 кг, а швидкість – 200 км/год.
— У 2016 році російська компанія Hoversurf показала ховербайк, який можна носити із собою і будь-якої миті злетіти зі звичайного міського паркувального місця. Він розвиває швидкість до 100 км/год, а висота підйому примусово обмежена 5 метрами з метою безпеки.
- У 2018 році розроблений Airbus пасажирський VTOL-літак Alpha One піднявся на висоту 5 метрів і протримався в повітрі 53 секунди. Користувач зможе викликати БПЛА через додаток і дістатися з однієї точки в іншу як у межах міста, так і за його межами.
— 2020 року аеротаксі CityAirbus здійснило перший вільний політ. Тестування відбулося в передмісті Парижа, місті Іль-де-Франс. Літальний апарат CityAirbus здатний пересуватися зі швидкістю до 120 км/год на відстань до 30 км. Вага літаючого таксі — понад 2,2 т, CityAirbus обладнано трьома пасажирськими місцями та одним водійським.
- У 2022 році китайський стартап Pantuo Aviation представив T1 - це демонстратор літаючого таксі з повітроводом.Він літатиме зі швидкістю понад 300 км/год, а дальність польоту становитиме 250 км.
Читати далі:
Збираємо свій маленький безпілотник
Робитимемо ось такий, маленький, як на картинці, безпілотний автомобіль.
Ось так виглядають маленькі безпілотники
Як я дійшов до цього
Мені завжди були цікаві теми безпілотників і роботів, але руки до такого не доходили - боявся надто великого обсягу навичок, які будуть потрібні для цього.
У березні-квітні 2020-го року, коли сидіння вдома вже набридло, зрозумів, що я дозрів для безпілотників. І, натхненний статтею Беслана, почав вивчати питання та замовляти необхідні комплектуючі на Алі та інших магазинах.
Приїжджали замовлення в різний час, тому з усього, що потрапляло під руку, збирав перші версії безпілотника (тоді ще жодного разу безпілотного).
Починалося все з черепахоподібного поділу з картону, якому потрібен мережний провід. Провід від двох веб камер були перетягнуті кабельними стяжками. А машина не була з'єднана з комп'ютером, і я керував їй з радіопульта від RC машини.
Як мозок для безпілотника я вибрав Nvidia Jetson Nano Developer kit, а як тачку - Remo Hobby S-Max - це те небагато, що залишилося в безпілотнику до цього дня.
Робочий прототип з картону та макетних плат
Потім машина стала обростати новими компонентами: з'явилися бездротова мережа, лідер, IMU та інші.
У процесі додавання я освоював купу нового:
- ROS
- Згадував/вивчав C++
- Навчався працювати з різними пристроями
- Освоював нейронні мережі та машинне навчання
- Дізнався про алгоритми, специфічні для роботів та безпілотників
- Паяв, різав, клеїв і всіляко працював руками та головою
Коли картон і макетні плати стали занадто сповільнювати процес - придбав недорогий, але великий 3D принтер, а дроти спаяли з потрібними роз'ємами.
Спершу спроектував все з картону та соплів (але з котиком)
Майже робочий зразок
А потім уже зробив корпус із пластику. У процесі довелося освоїти проектування в CAD (використовував FreeCAD) та розібратися з налаштуванням принтера.
Потім писав алгоритми, виправляв баги та додавав датчики.
Що вийшло
Платформа, для якої ви можете писати різні алгоритми дослідження, картографування, розпізнавання та інші - датчиків для цього вистачає, а код можна писати на пітоні прямо в браузері.
- камера (нічного бачення), щоб дивитися та розпізнавати об'єкти
- однопроменевий лідар та лазерні датчики відстані, щоб будувати карту стін та інших перешкод
- керування машинкою, щоб їхати, куди хочеться
- колісна одометрія та IMU, щоб розуміти куди ви заїхали
Вже є кілька готових скриптів (Jupyter notebook'ів):
- щоб просто покерувати машинкою з джойстика, дивлячись при цьому на картинку з камери і на вигляд зверху, побудований за лідаром
- безпілотний режим: машинка сама досліджує приміщення, будує його карту та шукає
жертвуживність (людей, кішок і собак), а, знайшовши такий об'єкт, - слідує за ним
Я витратив багато часу і відтоптав багато різних граблів та велосипедів, і тепер хочеться поділитися своїм досвідом та напрацюваннями із спільнотою.
Що потрібно (список компонентів)
- RC машинка Remo Hobby Smax 1:16 RH1635
- Контролер двигуна, у мене такий: SURPASS HOBBY KK 35A ESC 1/16
- Одноплатний комп'ютер Nvidia Jetson Nano Developer Kit
- Мікро SD карта на 64 GB (можливо, влізе і на 32)
- wi-fi картка типу такий і пара антен з IPEX роз'ємом (USB свистки з wi-fi показали себе дуже погано)
- Два датчики Холла типу KY-003 для Arduino
- магніт приблизно такого розміру: 20x3x2 мм
- камера, що працює із Jetson Nano; у мене IMX219 8MP Infrared Night Vision 160 Degree FOV + 2 Infrared LED Lights
- система живлення для jetson'а типу T208 або T200 на 18650 аккумуляторах і самі акумулятори або повербанк (але тут потрібно брати з хорошим струмом і потрібно буде модель stl для корпусу під нього виправити)
- однопроменевий лідер типу YDLIDAR X2L
- IMU типу Bosh BNO055
- ШИМ плата PCA9685 для з'єднання контролера двигуна та Jetson'а
- Конвертер логічних рівнів для перетворення з 5V на 3.3V і назад
- короткий USB - USB-C дата кабель (щоб замінити занадто довгий кабель від лідара)
- (опціонально) два датчики відстані; у мене VL53L0X (6 pin)
- доступ до 3D принтера
- дроти, конектори, стяжки, інструменти і т.д.
- руки, які зможуть все це з'єднати
Детальніше і з посиланнями є на github проекту.
Як зібрати
Зробив туторіал зі збирання у вигляді кількох відео.
Там же відео проїздів та обговорення завдань та проблем.
Частина 1. Розповідаю, що й навіщо роблю, поєдную основні компоненти.
Частина 2. Паяю, з'єдную компоненти проводами.
Частина 3. Ганяю, розповідаю про софт та алгоритми.
Частина 4. Запускаю два безпілотники разом; додаю лазерні сенсори, щоб вони один одного бачили
Посилання
Код, STL моделі для друку, опис та посилання є на github проекту.
Відео є на моєму каналі, там виходитимуть нові серії.
Обговорення цього та інших цікавих проектів роботів та безпілотників у телеграм каналі.
Що далі
Доопрацьовуватиму алгоритми:
- дощуню/покращу поточні
- додам лідарну одометрію (раніше не встиг допиляти NDT, а тепер можна буде доробити)
- додам салки/хованки з кішкою
- інші алгоритми дослідження та детекції
Додам маніпулятор, щоб можна було збирати з підлоги іграшки до скриньки.
Спробую інші датчики для колісної одметрії: магнітний датчик кута.
