Robotic explorer

Abstract

This final degree project was looking how to demonstrate all the knowledge learned during those years using different aspects of engineering such as programming in different languages, conducting electronic schemes, preparing and welding circuits and integrate different elements of wireless communication. The idea was quite ambitious because it was wanted to achieve a wireless control on a robot. With this wireless control the robot had to be able to send real-time images and information of some sensors. Trying to take as a reference the caving research robots After a while researching, the chosen was XBEE nodes, which emulate a communication through a serial port between different elements but wirelessly, obtaining a more logical programming. The first step of this project includes controlling the movements of a robot using a Labview’s software with the computer keyboard. It also lets you know which moves is the robot making through different available indicators, as well as the value of the various sensors. Which are temperature, humidity, tilt on two axes and battery level. In addition, the robot uses a led as a way of lighting which could be replaced by a system of night led lighting. In the second step of this project there is involved another program called Matlab. This program will be able to display images to the computer screen. The robot has a camera that can take a picture in JPEG format. Once the image has been taken, it is sent to the program for being processed and saved. This program will be running in the background. Labview is the main control screen so it is going to display the image. Once achieved all the initial objectives, it was decided to advance a little more, in order to show the different communication possibilities that allow these devices. That is why it was decided to incorporate a small program of shape recognizing. This allows using Matlab to recognize a triangle, a square or a round on an image that has been taken by the robot. Once achieved the recognition, the information goes to Labview to show it to the main screen and to the robot to show it with the led indicators. The information is shared with both programs and in the mobile platform. With a more specific recognition program, for example the case of caving, the robot would have the capacity of take decisions depending on the shape of the objects recognized. It has become a complex project, but it has allowed me reach the initial objectives and extend them a bit more.

Este proyecto final de carrera busca poder demostrar el aprendizaje durante estos años de estudio, utilizando diferentes vertientes de la ingeniería como son la programación en diferentes lenguajes, la realización de esquemas electrónicos, la elaboración y el soldado de las placas i la integración mediante una comunicación sin hilos de los distintos elementos. La idea fue bastante ambiciosa ya que se quería lograr un control sin hilos sobre un robot y que este fuera capaz de enviar información a tiempo real de algunos sensores y también de alguna imagen. Emulando en cierta manera a los de exploración espeleológica. Después de un tiempo de búsqueda se optó por la utilización de los nodos XBEE. Estos permitían emular una comunicación a través de un puerto serie entre distintos elementos pero sin hilos. Obteniendo así una programación más lógica. La primera etapa de este proyecto incluye el control de los movimientos del robot mediante el programa Labview a través del teclado del ordenador. Este permite saber que movimientos está haciendo el robot gracias a los distintos indicadores de los que dispone, así como el valor de los distintos sensores que lleva incorporados en su superficie. Estos son los de temperatura, humedad, inclinación en los dos ejes y el nivel de batería. También dispone de un led a modo de iluminación que podría ser sustituido per un sistema de iluminación nocturna led. En la segunda etapa de este proyecto interviene otro programa, el Matlab, encargado de poder visualizar las imágenes por la pantalla del ordenador. El robot dispone de una cámara que permite la captura de imágenes en formato JPEG. Una vez se ha hecho la captura de la imagen, se envía al programa para un posterior procesado y escritura de un fichero de fotografía. Este programa se estará ejecutando en un segundo plano, ya que la pantalla de control principal la ofrece el Labview donde también se visualiza la imagen capturada. Una vez conseguidos todos los objetivos iniciales se decide avanzar un poco más para poder mostrar las diferentes posibilidades de comunicación que permiten estos dispositivos. Es por eso que se incorporar un pequeño programa de reconocimiento de formas geométricas. Este permite a través de Matlab reconocer un triangulo, un circulo o un cuadrado dentro de la imagen capturada. Una vez conseguido el reconocimiento pasa la información al Labview para mostrarlo por la pantalla principal y a los indicadores led que lleva incorporado. De esta manera la información se comparte en los dos programas y en la plataforma móvil. Con un programa más específico de reconocimiento, como en la espeleología, el robot tendría la capacidad de toma de decisiones en función de la forma u objeto reconocido. Ha resultado un proyecto complejo, que ha permitido no solo llegar a los objetivos marcados al inicio sino ampliarlos ligeramente.

Aquest projecte final de carrera busca poder demostrar l’aprenentatge durant aquests anys d’estudi, utilitzant diferents vessants de l’enginyeria com són la programació en diferents llenguatges, la realització d’esquemes electrònics, l’elaboració i soldatge de les plaques i la integració mitjançant una comunicació sense fils de diferents elements. La idea va ser bastant ambiciosa ja que es volia aconseguir un control sense fils sobre un robot i que aquest fos capaç d’enviar informació a temps real d’alguns sensors i també d’alguna imatge. Emulant en certa manera als de recerca espeleològica. Després d’un temps de recerca és va optar per la utilització dels nodes XBEE. Aquests permetien emular una comunicació a través d’un port sèrie entre diferents elements però sense fils. Obtenint així una programació més lògica. La primera etapa d’aquest projecte inclou el control dels moviments del robot mitjançant el programari de Labview a través del teclat de l’ordinador. Aquest permet saber quins moviments està fent el robot a través dels diferents indicadors dels que es disposa, així com el valor dels diferents sensors que porta incorporats en la seva superfície. Aquest són el de temperatura, humitat, inclinació en els dos eixos i nivell de bateria. També disposa d’un led a mode d’il•luminació que podria substituir-se per un sistema d’iluminació nocturn led. En la segona etapa d’aquest projecte intervé un altre programa, el Matlab, l’encarregat de poder visualitzar les imatges per la pantalla de l’ordinador. El robot disposa d’una càmera que permet la captura d’imatges en format JPEG. Partint d’aquesta premissa una vegada s’ha efectuat la captura de la imatge s’envia al programa per a un posterior processat i escriptura d’un fitxer de fotografia. Aquest programa s’estarà executant en segon pla, ja que la pantalla de control principal l’ofereix el Labview on també s’hi visualitza la imatge capturada. Una vegada aconseguits tots els objectius inicials es decideix avançar una mica més per a poder mostrar les diferents possibilitats de comunicació que permeten aquests dispositius. És per això que s’incorpora un petit programa de reconeixement de formes geomètriques. Aquest permet a través de Matlab reconèixer un triangle, una rodona o un quadrat dins de la imatge capturada. Una vegada aconseguit el reconeixement passa la informació al Labview per mostrar-la per la pantalla principal i al propi robot per a mostrar-ho amb els indicadors led incorporats. D’aquesta manera la informació es comparteix tant en els dos programes com en la plataforma mòbil. Amb un programa més específic de reconeixement, com en el cas de l’espeleologia, el robot tindria la capacitat de presa de decisions en funció de la forma o objectes reconeguts. Ha esdevingut un projecte complex que ha permès no sols arribar als objectius inicials sinó ampliar-los lleugerament.