WRO Средняя творческая категория

КОМАНДА Ocean Waste Collector

Михаил
Городов

Лев
Глушковский

Дмитрий
Кудряков

РУКОВОДИТЕЛИ КОМАНДЫ

Филиппов Сергей Александрович
Денис Никитин
Александр Хартанен
Иван Фокин

НАПИСАТЬ РУКОВОДИТЕЛЮ КОМАНДЫ

РОБОТ

ОБОСНОВАНИЕ

Мировой океан

Мировой океан - это взаимосвязанная система океанических вод Земли, покрывающая почти 72% поверхности Земли. Имеющаяся информация об уровне загрязнения мирового океана требует участия всего мирового сообщества в процессе очистки
Большое тихоокеанское мусорное пятно

Представляется важным и целесообразным создать роботов, которые можно было бы использовать для автоматического сбора океанских отходов.
Наш творческий проект направлен на решение этой задачи. Мы показываем сбор океанских отходов на поверхности и подъем опасных предметов со дна.


Существующие аналоги

Плавающий мусор

Известны разработки по сбору плавающего мусора. Например, голландский студенческий проект будет запущен в этом году недалеко от одного из японских островов. Концепция изобретения заключается в том, что мусор улавливается плавучими барьерами поперек океанских течений. Специальные корабли удаляют его через определенные промежутки времени.


Цели и задачи проекта

Мы считаем, что для очистки океана следует использовать роботов. Однако такой проект будет эффективным только при участии мирового сообщества. Первым этапом должно стать создание Международного координационного центра, который будет получать информацию об обнаружении скоплений мусора в мировом океане из различных источников. Основными задачами функционирования центра будут создание, координация деятельности и мониторинг автоматизированной системы сбора океанических отходов с использованием роботов. В будущем должны быть созданы региональные базы для размещения роботов по сбору океанских отходов, которые будут объединены с центрами приема отходов для дальнейшей переработки.

Целью проекта является создание рабочей модели автоматизированной системы очистки отходов мирового океана, чтобы привлечь внимание мирового сообщества к решению этой проблемы.
Используя имеющиеся ресурсы, мы решили создать модель координационного центра, решающего поставленные задачи имеющимися средствами:
− сбор данных о местоположении отходов,
− поддержка навигационной системы робота,
− выбор подходящего маршрута для робота по сбору отходов,
− контроль за сбором отходов и возвращением робота на базу с помощью системы швартовки,
− выгрузка и отгрузка отходов для дальнейшей переработки,
− мониторинг всего процесса.
Для реализации модели была применена система компьютерного зрения, заменившая информационные, навигационные системы и системы точного позиционирования, используемые в реальных условиях.

ОПИСАНИЕ РОБОТА

Конструкция

Робот для сбора отходов, автоматический подъёмник и конвейер собраны с использованием конструктора Lego Mindstorms NXT с дополнительными материалами.
Конструкция робота-сборщика включает в себя следующие элементы:
− плавучая платформа,
− судовые колеса или гребные винты,
− Гусеничный конвейер EV3-мусоросборник с шипами для улавливания отходов (зубочистки закреплены на штифтах),
− съемный резервуар для загрузки отходов с магнитным держателем,
− система управления во влагонепроницаемом контейнере,
− метки с идентификационной раскраской для обеспечения позиционирования робота.

Собранные отходы выгружаются на причал на берегу. Благодаря сильному магниту съемный контейнер соединяется с подъемником в процессе швартовки и выгружается на конвейерную ленту. Отходы транспортируются в зону дальнейшей переработки. Контейнер возвращается на робота-сборщика.
Камера Logitech c930e над тестовой площадкой используется для позиционирования всех компонентов системы. Камера расположена рядом с антенной Bluetooth, обеспечивающей связь со всеми устройствами, как со спутником в реальной жизни.

Список оборудования 

Конструктор Lego Mindstorms NXT – 6 шт.
USB-камера Logitech c930e – 1 шт.
Аквариум 120х120х40 см – 1 шт.
Контроллер двигателя Tetrix – 1 шт.
Электромагнит – 1 шт.

Алгоритмы и программное обеспечение 

1) Программное обеспечение на базе контроллера NXT управляет роботом, собирающим отходы в воде и поднимающим найденные отходы.
2) Программное обеспечение на базе контроллера NXT управляет захватным манипулятором.
3) Программное обеспечение на базе контроллера NXT управляет подъемником, установленным на гусеничном ходу, и первым конвейером на причале.
4) Программное обеспечение на базе контроллера NXT управляет вторым конвейером на причале.
5) Программное обеспечение на базе контроллера NXT управляет лифтом.
6) Программное обеспечение на базе контроллера NXT управляет подводным роботом.
7) Программное обеспечение обрабатывает информацию с видеокамеры на компьютере, подключает всех роботов через Bluetooth в режиме реального времени и посылает им специальные сигналы для управления скоростью вращения двигателя.

Элементы компьютерного зрения:
1) Выполните поиск подключенных компонентов.
2) Обнаружение самого крупного компонента, устранение помех.
3) Определение центра масс компонента.
4) Определение координат центра робота.
5) Определение угла направления на цель.
6) Регулировка направления и скорости движения ПИД-регулятором.
7) Фиксация на цели, отсеивание помех за пределами заданной зоны.

Система навигации и управления


Среды программирования

1) RobotC 3.62
2) Microsoft Visual Studio 2015 for Windows Desktop.  

Всемирный день океанов

Всемирный день океанов отмечается ежегодно 8 июня. Он отмечался неофициально с момента его первоначального предложения в 1992 году Канадой на саммите Земли в Рио-де-Жанейро, Бразилия.

Она была официально признана Организацией Объединенных Наций в конце 2008 года (резолюция, принятая Генеральной Ассамблеей, 63/111. Мировой океан и морское право, пункт 171: "Постановляет, что начиная с 2009 года Организация Объединенных Наций объявит 8 июня Всемирным днем мирового океана". 5 декабря 2008 года).

Темой Всемирного дня океанов в 2016 году было "Здоровые океаны, здоровая планета".

Мы также хотим внести свой вклад в сохранение чистоты Мирового океана. Именно этой цели посвящен наш проект: "Океанский сборщик отходов - 2016".

ВИДЕО РОЛИК

CRM-форма появится здесь
Заряжено Битрикс24 — Бесплатные Сайты и CRM. Создать сайт с нуля на онлайн конструкторе
Сообщить о нарушении