Het SOMA-Project (2 / 20 stap)

Stap 2: Theorie van de operatie

Allen van de robots in de zwerm gedragsgestoorde en fysiek identiek zijn. Elke robot is geschikt voor het bijhouden van eigener beweging, detecteren en vermijden van hindernissen en communiceren van informatie over de omgeving naar de andere robots. De relatieve positie van elke robot wordt bepaald door een combinatie van ultrasone en infrarood transmissies. Als een groep kunnen de robots maken, toetreden, en de behandeling van een robot verlaten van een netwerk. Het station van het robots terwijl verzamelen en delen van kaartgegevens. De robots herberekenen hun positie ten opzichte van andere robots regelmatig te verminderen fout van de toewijzing. De kaart die de robots bouwen neemt de vorm aan van een raster van bezetting, die is gebouwd door ultrasone ping sensorgegevens en encoder. Verzameld kaart gegevens wordt gedeeld met andere robots en door elke robot wordt gebruikt voor het bepalen van hun eigen weg.

Elke robot kan worden gezien als een systeem dat bestaat uit drie drie blokken: kaart gebouw, plaatsing en de controle-Interface.

Kaart-gebouw
Elke robot verzamelt obstakel gegevens met behulp van een ping van de ultrasone sensor gemonteerd op een servomotor. De motor kan de ping-sensor te verzamelen gegevens van de belemmering voor 180 graden voor de robot. Zodra een wordt afgelezen, de gegevens zijn opgeslagen in een raster van bezetting: een gegevensstructuur waarin de waarschijnlijkheid van een belemmering wordt in de ruimte. Elke cel van het raster (of pixel, in onze uitvoering) toont de waarschijnlijkheid van een belemmering wordt in de ruimte. Zoals robots dezelfde ruimte, dekken als ze het eens over een obstakel wordt op dezelfde locatie die zijn draait donkerder, als ze het eens dat de ruimte duidelijk is, blijkt het lichter.

De kaart wordt dynamisch groter naarmate er meer ruimte wordt onderzocht. De datastructuur is ontworpen om op en af van een SD-kaart worden gewisseld. Elke pagina bevat koppelingen naar nabijgelegen pagina's en nieuwe pagina's worden toegevoegd als ruimte nodig is. De omgeving is opgeslagen in een externe SRAM en onlangs ongebruikte pagina's zijn geschreven naar een SD-kaart op elke robot.

Positionering
Het positioning system houdt spoor van absolute en relatieve positie van elk van de robots in de zwerm. Absolute positionering maakt gebruik van de codeerapparaten met de iRobot maken en heeft Raad ruimte klaar om een digitaal kompas en gyro voor grotere nauwkeurigheid te koppelen. Relatieve positie wordt bepaald door het meten van de time-of-flight (ToF) van ultrasone klanken uitgestoten door elke robot. Door het opnemen van de ToF op drie verschillende punten op elke robot ontvangen van het geluid, kan elke robot triangulate de positie van de robot uitstoten van licht en geluid. De aankondiging van zijn standpunt gelijktijdig robot straalt infrarood licht en ultrasone klanken; de infrarood wordt ontvangen in wezen onmiddellijk door elke andere robot en de ultrasone klanken reizen veel langzamer, dus de afstand en richting van de bron kunnen eenvoudig worden bepaald.

Control-Interface
De controle-interface houdt toezicht op de werking van alle systemen op elke robot en is de belangrijkste kunstmatige intelligentie van de robot. De controle-interface is ook verantwoordelijk voor het onderhoud van het netwerk van de zwerm en alle RF-communicatie. De kunstmatige intelligentie is verantwoordelijk voor het maken van de zwerm, zoals robots worden weergegeven en het behoud van het netwerk, zoals een kaart is gebouwd. De rest van de AI is gewijd aan het obstakel te vermijden en optimaliseren van de dekking van een ruimte kan worden aangepast.

Volledige informatie over het ontwerp en de bouw van het hele project kan worden gevonden in ons Eindverslag.