Auteur/autrice : Patrick Gelinaud

Rapport Technique : Adaptation du Robot MBOT 2 pour la RoboCup

Introduction

Dans le cadre de notre participation à la RoboCup, nous avons adapté le robot MBOT 2 pour améliorer ses performances, notamment pour le passage des pentes et son équilibrage. Ce rapport détaille les modifications apportées, les défis rencontrés et les solutions mises en place pour atteindre nos objectifs.

Objectifs du Projet

• Améliorer l’adhérence du robot pour le passage des pentes.
• Optimiser l’équilibrage du robot pour une meilleure stabilité.
• Assurer une performance optimale lors de la compétition.

Modifications Apportées

Changement des Roues

Nous avons opté pour des roues avec une bande de caoutchouc afin que le robot adhère mieux au sol, surtout lors du passage des pentes. Ces roues offrent une meilleure traction et permettent au robot de monter et descendre les pentes sans glisser.

Équilibrage du Robot

Pour améliorer l’équilibrage du robot, nous avons inversé la coque du robot afin de placer la pile plus au centre. Cette modification a permis de répartir le poids de manière plus uniforme et d’améliorer la stabilité globale du robot.

Ajout d’un Caisson avec Poids

Nous avons imaginé un caisson sous le robot, à l’avant, pour ajouter un poids. Après plusieurs essais, nous avons trouvé qu’un gros écrou était la solution idéale. Ce poids supplémentaire aide à maintenir l’avant du robot au sol, ce qui est crucial pour le passage des pentes.

Tests et Validation

Nous avons effectué plusieurs tests pour valider nos modifications. Les résultats ont montré que le robot MBOT 2 est maintenant capable de monter et descendre les pentes avec une meilleure adhérence et une stabilité accrue.

• Rapport Technique : Conception d’un Adaptateur pour la roue bidirectionnelle

Introduction

Dans le cadre de notre projet, nous avons conçu un adaptateur pour le robot MBOT 2 afin d’améliorer sa capacité à suivre une ligne noire et à franchir des obstacles. Ce rapport détaille les étapes de conception, les défis rencontrés et les solutions mises en place pour atteindre nos objectifs.

Objectifs du Projet

• Permettre au robot MBOT 2 de suivre une ligne noire de manière précise.
• Assurer le franchissement des obstacles.
• Améliorer la stabilité et la maniabilité du robot.

Conception de l’Adaptateur

Remplacement de la Rotule par une Roue Bidirectionnelle

Le robot MBOT 2 dispose de base d’une rotule lui permettant de tourner. Cependant, cette rotule ne permet pas au robot de passer les obstacles. Nous avons donc choisi de remplacer la rotule par une roue bidirectionnelle. L’avantage de cette roue est qu’elle permet de tourner dans toutes les directions comme la rotule de base, tout en permettant le franchissement des obstacles.

Première version : deux roues bidirectionnelles

Nous avons conçu une première version avec deux roues bidirectionnelles. Cependant, après réflexion, nous avons réalisé que cette configuration n’était pas optimale.

Deuxième version : une roue bidirectionnelle centrale

Nous avons donc réalisé une deuxième version avec une seule roue bidirectionnelle au centre du robot. Cette version a donné de bons résultats et nous a permis d’économiser une roue par robot. Dans cette version, nous avons installé la roue avec l’axe vers l’avant du robot, la roue contre l’avant du robot.

Troisième version : roue parallèle au robot

Nous avons remarqué que dans la disposition précédente, la roue bidirectionnelle avait tendance à rouler sur le côté sur les obstacles et dans le bas de la pente. Nous avons donc réalisé une troisième version avec la roue parallèle au robot. Cette configuration a amélioré la stabilité et la maniabilité du robot.

Intégration de capteurs

Traqueur de Ligne

Nous avons intégré un traqueur de ligne pour améliorer le suivi de ligne du robot, notamment pour qu’il puisse se redresser sur les lignes droites afin que le robot soit bien parallèle à la ligne noire pour une meilleur prise en compte des carrés verts.

Capteur ultrasons

Un capteur ultrasons a été ajouté pour la détection des obstacles, permettant au robot de les éviter.

Dispositif de détection de bande Conductrice

Nous avons également intégré un dispositif pour détecter la bande conductrice d’électricité afin d’avoir la connaissance de l’arrivée dans la zone de survie.

Conception des Adaptateurs avec Blender

Utilisation de Blender

Le travail de conception des adaptateurs du MBOT 2 a été réalisé avec l’outil Blender. Juliette, qui avait déjà une maîtrise de cet outil, a pris en charge le dessin des pièces suite à nos échanges, constatations et idées.

Organisation du Travail

Afin de bien organiser son travail, Juliette a mis en place sous Blender des collections en fonction des configurations de nos adaptateurs. Cette organisation a permis de structurer les différentes pièces et de faciliter les modifications et les ajustements.

Modification des Unités

Juliette a également modifié les unités de base dans Blender pour se mettre à l’unité millimètre. Cette modification a été essentielle pour assurer la précision des dimensions des pièces conçues.

Tests et Validation

Nous avons effectué plusieurs tests pour valider nos modifications. Les résultats ont montré que les adaptateurs conçus avec Blender permettent au robot MBOT 2 de mieux répondre aux exigences de la compétition. Les pièces dessinées par Juliette ont été fabriquées et intégrées au robot, améliorant ainsi ses performances.

• Conception d’un Adaptateur RGB pour le Robot MBOT 2

Introduction

Dans le cadre de notre projet, nous avons conçu un adaptateur RGB pour le robot MBOT 2 afin d’améliorer sa capacité à suivre une ligne noire dans diverses conditions, notamment sur des pentes et des angles droits. Ce rapport détaille les étapes de conception, les défis rencontrés et les solutions mises en place pour atteindre nos objectifs.

Objectifs du Projet

• Permettre au robot MBOT 2 de suivre une ligne noire de manière précise.
• Assurer une bonne mesure de la ligne noire même sur des pentes.
• Adapter la position du capteur RGB pour qu’il soit au plus proche du sol sans dépasser les roues.

Conception de l’Adaptateur RGB

Positionnement du Capteur

Pour que le robot suive correctement la ligne noire, notamment sur des angles droits, nous avons dû rapprocher le capteur RGB des roues. Nous avons déterminé une distance optimale entre l’axe des roues et la position du capteur RGB. Cette distance permet au capteur de détecter la ligne noire avec précision.

Réglage de la Distance

Dans la conception de l’adaptateur, nous avons prévu une fente qui permet de régler cette distance. Cette fente offre une flexibilité nécessaire pour ajuster la position du capteur en fonction des conditions spécifiques de la piste.

Adaptation pour les Pentes

Nous avons constaté que dans les pentes, le capteur RGB s’éloignait du sol, ce qui rendait la mesure de la ligne noire imprécise. Pour résoudre ce problème, nous avons conçu l’adaptateur de manière à ce que le capteur RGB soit positionné sous les roues, au plus proche du sol. Nous avons également donné un angle au capteur pour qu’il reste proche du sol lors de l’attaque de la pente.

Contraintes Mécaniques

Le capteur RGB ne doit pas dépasser les roues pour éviter les obstacles. Nous avons donc veillé à ce que l’adaptateur respecte cette contrainte tout en permettant une mesure précise de la ligne noire.

Tests et Validation

Nous avons produit plusieurs adaptateurs à l’imprimante 3D et effectué de nombreux tests pour valider la conception de l’adaptateur. Les résultats ont montré que l’adaptateur permet au robot de suivre la ligne noire avec précision, même sur des pentes et des angles droits. Le réglage de la distance via la fente s’est avéré très utile pour optimiser la performance du capteur dans différentes conditions.

Conclusion

La conception de cet adaptateur RGB pour le robot MBOT 2 a été un défi technique intéressant. Grâce à notre travail, le robot peut maintenant suivre une ligne noire de manière précise dans diverses conditions. Nous avons compris l’importance de l’ajustement et de l’adaptation dans la conception des adaptateurs avec l’impression 3D pour répondre aux exigences de la compétition.

Le robot à l’horizontale, le capteur RGB mesure correctement la ligne noire.

Lorsque le robot attaque une pente, le capteur RGB s’éloigne de la ligne noire. Si la distance est trop importante entre le capteur RGB et le sol, la mesure devient imprécise et fausse.

Avec l’adaptateur que nous avons conçu, le capteur RGB est sous les roues pour une distance optimum entre les capteurs et l’axe des roues pour un suivi des angles droits de la ligne noire et pour une mesure optimum lors du passage des pentes.

La fente permet un réglage fin de l’adaptateur sur le MBOT2 et l’inclinaison permet au capteur RGB d’être au plus près du sol lors de la montée de la pente.

Suivre la ligne noire

• Lancement en appuyant sur le bouton A
• Arrêt en appuyant sur le bouton B

Aller plus vite

Crée une variable vitesse

Pour faire tourner ton robot, tu dois faire en sorte que les moteurs de chaque côté tournent à des vitesses différentes. Le moteur droit s’appelle EM2 et le moteur gauche s’appelle EM1.

• Pour tourner à droite : Le moteur gauche (EM1) doit tourner plus vite que le moteur droit (EM2).
• Pour tourner à gauche : Le moteur droit (EM2) doit tourner plus vite que le moteur gauche (EM1).

Pour que cette différence de vitesse soit bien contrôlée, on utilise des pourcentages. Les pourcentages permettent de définir une proportion de la vitesse maximale. Par exemple :

• Si tu veux que ton robot tourne à droite, tu peux régler le moteur gauche (EM1) à 100% de sa vitesse maximale et le moteur droit (EM2) à 30% de sa vitesse maximale. Cela signifie que le moteur gauche tourne à pleine puissance, tandis que le moteur droit tourne beaucoup plus lentement.

Imagine que la vitesse maximale de tes moteurs est comme une course de 100 mètres :

• À 100%, le moteur parcourt toute la distance, soit 100 mètres.
• À 30%, le moteur ne parcourt que 30 mètres

En utilisant des pourcentages, tu peux facilement ajuster la vitesse de chaque moteur pour que ton robot tourne exactement comme tu le souhaites !

Changer la vitesse avec Joystick

Suivre les angles droits

Tu remarques que le robot choisit à gauche sur un croisement :

En inversant L2 par R2 le robot choisit au croisement par la droite :

Choisir le sens

Crée une variable sens afin de déterminer dans quel sens le robot doit prendre les croisement :

La variable sens prend deux valeurs :

• D pour droite
• G pour gauche

Modifie ton code pour créer ses fonctions :

une fonction pour suivre la ligne noire

une fonction pour prendre les virages à angle droit en privilégiant la droite :

une fonction pour prendre les virages à angle droit en privilégiant la gauche :

pour modifier le sens avec le joystick

Pour que ton robot puisse passer les pentes, il doit déterminer quand il est dans cette situation et programmer pour éviter des anomalies de lecture du capteur RGB :

Détection de l’obstacle ou de la pente :

• Quand ton robot commence à monter une pente ou à passer un obstacle, la distance entre le capteur RGB (sous le robot) et le sol devient plus grande.
• À ce moment-là, le capteur RGB peut avoir du mal à donner des informations fiables au robot. Il peut même penser que les quatre capteurs voient la ligne, alors que ce n’est pas vrai.

Utilisation des capteurs de mouvement :

• Pour détecter cette situation, utilise les capteurs de mouvement du robot, notamment celui qui mesure l’inclinaison.

Réaction aux changements :

• Dès que tu détectes une inclinaison différente et que tous les capteurs semblent voir la ligne en même temps, cela signifie que le robot est en train de monter une pente ou de passer un obstacle.
• À ce moment-là, programme ton robot pour qu’il continue tout droit pendant un certain temps. Cela lui permettra de passer l’obstacle ou de monter la pente sans s’arrêter.

Teste l’inclinaison du robot en montée ou en descente :

Si le capteur RGB du robot ne voit plus correctement la ligne :

Ou si le capteur de ligne :

En suivant ces étapes, ton robot pourra mieux gérer les obstacles et les pentes sur son chemin !

• Documentation Technique : Navigation d’un Robot à l’aide de carrés verts

Comment détecter les carrés verts pour connaître la direction à prendre :

Principe de Fonctionnement

1. Suivi de Ligne : Le robot suit une ligne noire sur le sol.
2. Détection des Carrés Verts : Le capteur RGB du robot détecte les carrés verts placés le long de la ligne.
3. Détection des Croisements : Le robot détecte un croisement lorsqu’il rencontre une ligne noire perpendiculaire à la ligne qu’il suit.

Détection des Carrés Verts

En fonction de la position des carrés verts détectés sur le bord de la ligne noire, le robot prend une décision :

• Carré Vert à Droite : Le robot tourne à droite.
• Carré Vert à Gauche : Le robot tourne à gauche.
• Carrés Verts des Deux Côtés : Le robot fait demi-tour.

Utilise une variable dans laquelle on peut stocker des informations. Dans notre cas, nous allons utiliser une variable pour stocker l’information sur la position des carrés verts détectés.

Par exemple une variable nommée vert :

• Carré Vert à Droite : vert à 1.
• Carré Vert à Gauche : vert à 2.
• Carrés Verts des Deux Côtés : vert à 3.

Amélioration du Fonctionnement

Lors des premiers tests, il a été constaté que le robot doit ralentir dès qu’il détecte des carrés verts. Cela lui permet de mieux détecter le croisement et de prendre la bonne décision.

Détection des Croisements

Lorsque le robot détecte un croisement, il va utiliser la variable vert pour prendre une décision.

En fonction de la valeur de la variable vert, le robot va prendre une décision :

• Si vert est 1 : Le robot tourne à droite.
• Si vert est 2 : Le robot tourne à gauche.
• Si vert est 3 : Le robot fait demi-tour.

Après avoir pris la décision et effectué le virage, il est important de réinitialiser la variable vert à 0 pour qu’elle soit prête pour la prochaine détection de carrés verts.

Avance le robot pour s’assurer qu’il ne soit plus sur les carrés verts.

Puis introduit la détection et la prise de décision des carrés verts dans le suivi de ligne :

Paramétrage de la détection des carrés verts

Sur le joystick, tu peux choisir de faire la balance des blancs pour une meilleur détection des couleurs en fonction de ton environnement (pense à poser ton robot sur une zone blanche avant de déclencher la balance des blancs) :

Choisi une couleur pour le capteur RGB avant de lancer le suivi de ligne :

Le robot est confronté à un obstacle sur son parcours, il doit le détecter puis le contourner en utilisant un capteur à ultrasons. Le robot doit contourner l’obstacle par la droite ou par la gauche en fonction de la configuration du parcours.

Fonctionnement du Capteur à Ultrasons

Le capteur à ultrasons fonctionne en émettant des ondes sonores à haute fréquence (ultrasons) et en mesurant le temps que ces ondes mettent à revenir après avoir rebondi sur un obstacle. Voici comment cela fonctionne :

1. Émission des Ultrasons : Le capteur émet des ondes ultrasonores.
2. Réflexion : Les ondes rebondissent sur l’obstacle.
3. Réception : Le capteur reçoit les ondes réfléchies.
4. Calcul de la Distance : Le capteur mesure le temps écoulé entre l’émission et la réception des ondes. En utilisant la vitesse du son dans l’air, il calcule la distance jusqu’à l’obstacle.

Analyse de la Configuration du Parcours

Avant de lancer le robot, il faut analyser la configuration du parcours pour déterminer la meilleure direction de contournement (droite ou gauche). Cette décision peut être basée sur :

• La position de l’obstacle par rapport à la ligne noire.
• La présence d’autres obstacles ou de limites sur le parcours.

Mémorise ce choix dans une variable contournement :

Contournement par la gauche :

Contournement par la droite :