Команда Щелкунчик

Виноградов Николай, конструктор, капитан ▼
Обучение 5 лет обучения: Основы робототехники (Trik Studio, RobotC), С++, 3D-моделирование, Электротехника, Футбол автономных роботов
Практический опыт роботостроения Роботы для движения по линии, роботы-футболисты
Достижения и награды в робототехнике

2 место RoboCupJunior Soccer Lightweight Secondary (Открытые состязания Санкт-Петербурга 2019)

Участник Всероссийского RoboCup 2019 и Asia-Pacific 2019 лига Soccer LightWeigth

Несколько первых мест в робототехнических лагерях

х
Французов Церен, ведущий программист ▼
Обучение Основы робототехники, Программирование микроконтроллеров (Arduino), BEAM-роботы, Инженерное проектирование, Программирование на C++ для роботов, Футбол автономных роботов
Практический опыт роботостроения Роботы для линий, лабиринтов, Puck Collect, творческий проект Кировец, роботы-футболисты WRO и RoboCup
Достижения и награды в робототехнике

1 место РобоФинист 2018 (Проект Кировец)

Несколько побед на городских соревнованиях (лабиринт)

Участник Всероссийских этапов WRO и RoboCup

х
Глазов Юрий, конструктор, программист ▼
Обучение 3 года обучения: Основы робототехники (Trik Studio, RobotC), С++, 3D-моделирование, Электротехника
Практический опыт роботостроения Роботы для движения по линии, робот-спасатель Resue Line
Достижения и награды в робототехнике

1 место Resсue Line (Открытые состязания Санкт-Петербурга 2019)

Несколько призовых мест в прохождении линии на скорость

х
Казанцева Ольга Юрьевна, руководитель
Филиппов Сергей Александрович, руководитель

Лига OnStage

Главное изображение

Изображение 1
Изображение 2
Изображение 3
Изображение 4
Видео
Конструкция робота
Программное обеспечение робота
Стратегия и журнал
Плакат

Видео

Краткое описание элементной базы, электроники и особенностей конструкции

Нажмите на изображение, чтобы увеличить его

Конструкция каждого из роботов (Мышиный король, Щелкунчик и Мари) состоит из ходовой части, корпуса и костюма. Ходовая часть робота представляет собой омниплатформу:

● круглое основание (360 мм диаметром), спроектированное в Autodesk Inventor и вырезанное на лазерном станке из фанеры (5 мм);

● 4 омниколеса (100 мм в диаметре, 36466 TETRIX MAX Omni Wheel); ● 4 мотора с энкодерами (12W, 44260 TETRIX MAX TorqueNADO Motor) ;

● аккумулятор (TETRIX MAX 12–volt 3,000 mAh Battery);

● кнопка включения (43169 PRIZM Controller On/Off Battery Switch Adapter);

● крепления для моторов и аккумуляторов, спроектированные в Autodesk Inventor и изготовленные на 3D принтере;

● датчик освещенности selfmade (разработка учащихся Центра робототехники Президентского ФМЛ 239) основан на оптопаре из фототранзистора L–7113P3C и ИК-светодиода L-7113SF6C;

● датчик гироскоп (Grove – 6-Axis Accelerometer&Gyroscope на базе LSM6DS3);

● Pixy-камера (разрешение 320х240);

● цветная метка (цветной картон 100х100 мм). Корпус робота:

● 2 детали, спроектированные в Autodesk Inventor и вырезанные на лазерном станке из фанеры (6 мм), соединённые между собой креплением “шип-паз”;

● деталь для крепления голов Мышиного короля, спроектированная в Autodesk Inventor и изготовленные на 3D принтере;

● 2 руки, собранные из металлических балок и креплений конструктора TETRIX: o правая рука имеет 3 степени свободы за счет 3-х сервомторов DS3115, в руке закреплена сабля (30 см, из фанеры 5 мм); o левая рука не имеет сервомоторов и фиксирована в вертикальном положении ● управляющий контроллер (43000 TETRIX PRIZM Robotics Controller);

● контроллер для DC моторов (44354 DC Motor Expansion Controller);

● Bluetooth-модуль (Amperka Troyka module HC-05);

● Grove I2C hub (Seeed Studio).

В соответствии с идеей нашего спектакля в первой и второй сценах робот Декорация представляет из себя рождественскую елку, украшенную новогодними игрушками, но в третьей сцене она разворачивается к зрителю обратной стороной и демонстрирует бой двух армий. После сражения робот Декорация разворачивается лицевой стороной к зрителю и в четвёртой и пятой сценах больше не перемещается. В начале и конце представления за Декорацией «прячется» Мышиный король, а в середине спектакля за декорацией скрывается робот Мари. Конструкция робота Декорации состоит из ходовой части, корпуса и костюма. Ходовая часть такая же, как и других роботов. Корпус Декорации имеет две стороны: лицевую и обратную.

Описание ПО робота (язык и среда программирования, перечень реализованных алгоритмов, описание структуры программы )

Программа написана в Arduino IDE на C-подобном языке. Используются библиотеки: arduino_pixy-0.1.7, tetrix_prizm_080219. Основные реализованные алгоритмы:

1. перемещение омниплатформы;

2. движение руки во время сабельного боя;

3. позиционирование на сцене;

4. отслеживание пересечения черной линии;

5. распознавание цветных меток;

6. методы численного интегрирования показаний гироскопа;

7. связь роботов через Bluetooth;

8. применение интерполяции для движения моторов.

Реализация последовательности действий каждого робота в соответствии со сценарием представляет из себя конечный автомат, в котором состояниями являются сцены и отдельные действия в них, а управляющие события — приход сообщений от других роботов и смена действий.

Стратегия (как решается задача, заданная регламентом лиги)

Задача лиги OnStage заключается в представлении зрителям и жюри театрального произведения, где почти все роли актёров исполняют роботы. Наша команда выбрала для инсценировки сказку Э.Т.А. Гофмана «Щелкунчик и Мышиный король». Сюжет роботизированного представления заключается в том, что Фриц и Мари находят Щелкунчика под рождественской ёлкой, но вдруг появляется Мышиный король со своей армией, Мари испуганно исчезает, а Щелкунчик и его соратники защищаются и побеждают Мышиного Короля, в заключении Мари танцует с победителем. Для музыкального сопровождения используются отрывки из балета П. И. Чайковского “Щелкунчик и Мышиный Король”.

Действующие лица:

● Мари – робот Мари;

● Фриц – Виноградов Николай (участник команды);

● Щелкунчик – робот Щелкунчик;

● Мышиный король – робот Мышиный король;

● Армии Щелкунчика и Мышиного короля – робот Декорация.

Стратегия нашего роботизированного представления заключается в том, чтобы:

1. Изобразить часть сюжета сказки Э.Т..А. Гофмана «Щелкунчик и Мышиный король» с помощью взаимодействий роботов, используя средства компьютерного зрения, Bluetooth-соединения, позиционирования по энкодерам моторов омниплатформы и навигации, реализованной с помощью гироскопа.

2. Изобразить сабельный бой с помощью трёх технологий. Первая — интерполяция на движения сервомоторов, генерирующая промежуточные позиции для гладкого движения. Вторая — синхронизация движений при помощи Bluetooth. Третья — оценка и корректировка текущей позиции роботов. Это делается по нескольким источникам: энкодеры на моторах, Pixy-камера и гироскопы.

    Инженерный журнал

Плакат

Нажмите на изображение, чтобы увеличить его

E-mail отправителя *:
Тема письма:
Ваш вопрос... *:
Вы робот? *:

Team Nutcracker

Nikolay Vinogradov, designer, captain ▼
Education 5 years: Basics of Robotics (Trik Studio, RobotC), С ++, 3D Modeling, Electrical Engineering, Football of Autonomous Robots
Hands-on experience in robotics Linear robots, soccer robots
Achievements and awards in robotics

2 place RoboCupJunior Soccer Lightweight Secondary (Open competitions in St. Petersburg 2019)

Participant of the All-Russian RoboCup 2019 and Asia-Pacific 2019 League Soccer LightWeigth

Few first places in robotics camps

х
Tseren Frantsuzov, lead programmer ▼
Education Basics of Robotics, Microcontroller Programming (Arduino), BEAM Robots, Engineering Design, C ++ Programming for Robots, Football Autonomous Robots
Hands-on experience in robotics Robots for lines, mazes, Puck Collect, creative project Kirovets, robots-football players WRO and RoboCup
Achievements and awards in robotics

1st place RoboFinist 2018 (Project Kirovets)

Several victories in city competitions (maze)

Participant of the All-Russian stages of WRO and RoboCup

х
Yuri Glazov, designer, programmer ▼
Education 3 years: Fundamentals of Robotics (Trik Studio, RobotC), С ++, 3D Modeling, Electrical Engineering
Hands-on experience in robotics Line Driving Robots, Resue Line Rescue Robot
Achievements and awards in robotics

1st place Resсue Line (Open competition of St. Petersburg 2019)

Several prizes in the passage of the line at speed

х
Olga Kazantseva, manager
Sergey Filippov, head

OnStage League

Main

img 1
img 2
img 3
img 4
Video
Robot design
Robot software
Strategy and log
Poster

Video

Brief description of the element base, electronics and design features

 

The design of each of the robots (Mouse King, Nutcracker and Marie) consists of a chassis, a body and a suit. The chassis of the robot is an omniplatform:

● round base (360 mm in diameter), designed in Autodesk Inventor and laser cut from plywood (5 mm);

● 4 omni-wheels (100 mm in diameter, 36466 TETRIX MAX Omni Wheel);

● 4 motors with encoders (12W, 44260 TETRIX MAX TorqueNADO Motor);

● battery(TETRIX MAX 12–volt 3,000 mAh Battery);

● power button (43169 PRIZM Controller On/Off Battery Switch Adapter);

● mounts for motors and batteries designed in Autodesk Inventor and made on a 3D printer;

● selfmade light sensor (developed by students of the Presidential FML 239 Robotics Center) is based on an optocoupler from a phototransistor L– 7113P3C and an IR LED L-7113SF6C;

● gyroscope sensor (Grove – 6-Axis Accelerometer&Gyroscope LSM6DS3);

● Pixy camera (resolution 320x240);

● color mark (colored cardboard 100x100 mm). Robot body:

● 2 parts designed in Autodesk Inventor and laser cut from plywood (6 mm), connected by a fastener “tenon groove”;

● part for fastening the heads of the Mouse King, designed in Autodesk Inventor and made on a 3D printer;

● 2 hands assembled from metal beams and TETRIX bindings: o the right hand has 3 degrees of freedom due to 3 DS3115 servos, a saber (30 cm, made of 5 mm plywood) is fixed in the hand; o the left hand has no servomotors and is fixed in an upright position ● control controller (43000 TETRIX PRIZM Robotics Controller);

● controller for DC motors (44354 DC Motor Expansion Controller);

● Bluetooth-module(Amperka Troyka module HC-05);

● Grove I2C hub (Seeed Studio).

In accordance with the idea of ​​our performance, in the first and second scenes, the robot Decoration is a Christmas tree decorated with New Year's toys, but in the third scene it turns to the viewer with its back side and demonstrates the battle of two armies. After the battle, the Robot Decoration turns to face the viewer and no longer moves in the fourth and fifth scenes. At the beginning and end of the performance, the Mouse King "hides" behind the decoration, and in the middle of the performance, the robot Marie is hidden behind the decoration. The design of the Decorating robot consists of a chassis, a body and a suit. The chassis is the same as other robots. The body of the Decoration has two sides: front and back.

Description of the robot's software (programming language and environment, list of implemented algorithms, description of the program structure)

The program is written in the Arduino IDE in a C-like language. Libraries are used: arduino_pixy-0.1.7, tetrix_prizm_080219. Main implemented algorithms:

1. moving the omniplatform;

2. hand movement during a saber fight;

3. positioning on stage;

4. tracking the crossing of the black line;

5. recognition of color marks;

6. Methods of numerical integration of gyroscope readings;

7. communication of robots via Bluetooth;

8. application of interpolation for the movement of motors.

The implementation of the sequence of actions of each robot in accordance with the scenario is a finite state machine in which the states are scenes and individual actions in them, and the control events are the arrival of messages from other robots and the change of actions.

Strategy (how the task set by the league regulations is solved)

The task of the OnStage league is to present to the audience and the jury a theatrical work, where almost all the roles of actors are played by robots. Our team chose E.T.A.'s fairy tale for staging. Hoffmann's The Nutcracker and the Mouse King. The plot of the robotic performance is that Fritz and Marie find the Nutcracker under the Christmas tree, but suddenly the Mouse King appears with his army, Marie disappears in fright, and the Nutcracker and his companions defend and defeat the Mouse King, and finally Marie dances with the winner. Excerpts from PI Tchaikovsky's ballet “The Nutcracker and the Mouse King” are used for musical accompaniment.

Characters:

● Mari - Mari's robot;

● Fritz - Nikolay Vinogradov (team member);

● Nutcracker - Nutcracker robot;

● Mouse King - Mouse King robot;

● Armies of the Nutcracker and the Mouse King - robot Decoration.

The strategy for our robotic representation is to:

1. To depict a part of the plot of the fairy tale by ET..A. Hoffmann's "Nutcracker and the Mouse King" using robot interactions, computer vision, Bluetooth connectivity, positioning by encoders of the omniplatform motors, and navigation implemented using a gyroscope.

2. Depict a saber fight using three technologies. The first is interpolation on servo movements, generating intermediate positions for smooth movement. The second is the synchronization of movements using Bluetooth. The third is the assessment and correction of the current position of the robots. This is done from several sources: motor encoders, Pixy cameras, and gyroscopes.

    Engineering log

Poster

 

E-mail отправителя *:
Тема письма:
Ваш вопрос... *:
Вы робот? *: