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\documentclass[a4paper,dvips,pdftex,titlepage]{article} 
\title{Pr�sentation du robot}
\author{�quipe du robot \\ APB Team}


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\baselineskip=12pt
\parindent=20pt		% alin�a
\lhead{\small{APB Team}}
\rhead{description du robot  }

\newcommand{\graphtt}[1]{
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\newcommand{\graph}[1]{
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\begin{document}

	\maketitle
	\tableofcontents
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Cette description du robot comporte trois parties:\newline

\begin{itemize}
\item une partie m�canique,
\item une partie �lectronique et
\item une partie informatique.
\end{itemize}

\section{Partie m�canique}

\subsection{Description g�n�rale}

Le robot est compos� de deux parties indpendantes : une partie haute avec les cartes �lectronique et une 
partie basse avec les moteurs et le syst�me de chargement/d�chargement des balles. La coque est ralis� en 
plexiglass ce qui permet de monter et d�monter ce robot tr�s rapidement et de mani�re tr�s simple. voir sch�ma.
le chassis est en aluminium alors que la coque est en plexi.


\subsection{Partie Moteur}

le moteur est g�r� par un renvoi d'angle en T avec un rapport de r�duction de 10. Il est aliment� en 12V sous environ 1 Amp�re. Sa puissance
 maximale est de 20 W pour un couple de 244 mNm

Nous avons d�cid� de choisir ce moteur car il correspondait parfaitement � nos attentes qui �taient un moteur puissant, fiable et rapide.

\subsection{Partie Benne}


La benne a �t� cr�� � l'aide d'une plaque d'aluminium pli�. Sur cette plaque,
sont install�s un moteur et un rouleau permettant aux balles d'�tre aval�es 
ou rejet�es selon le sens dans lequel le rouleau tourne. La benne est soulev� par un servo pour
permettre aux balles de passer le petit muret lors du d�chargement. Pour les dimensions de la 
benne, se r�f�rer au plan ci joint.


\grapht{remontage_4.jpg}

\subsection{Partie rangement des cartes}

La partie sup�rieure du robot est constitu�e de deux modules ind�pendants : le
premier est un bac conteneur de cartes qui permet de retirer et d'installer toutes
les cartes de fa�on simple et rapide.


\subsection{Partie console de puissance}

Nous avons cr�� un module d'alimentation externe appel� NESTOR(V0.2). Pour selectionner la 
source d'alimentation du robot, se trouve ce module constitu� de switch pour les diff�rentes 
cartes �lectronique et les moteurs. Un acc�s pour int�grer un �cran sur la carte PC104 a �t� install� 
ainsi qu'un acc�s au reset et � l'arr�t de la carte m�re. Le bouton rouge obligatoire coupe l'arriv� en
courant de toutes les parties m�caniques.


\grapht{control.jpg}

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\section{Partie �lectronique}

L'�lectronique a une pr�sence forte dans notre robot. Elle est repr�sent� par un total de 
5 cartes �lectronique en plus de la carte m�re (PC104).


\subsection{carte de puissance}

La carte de puissance a pour objectif de de transmettre la puissance depuis
les batteries aux moteurs. Elle est contr�l�e par la carte d'asservissement qui
lui fournie les instructions necessaire quant � la puissance � d�livrer.

\grapht{puissance.jpg}

\subsection{carte d'alimentation}

Cette carte � pour r�le de proposer une connectique unique pour toutes les
alimentations. Elle propose du 5V non r�gul�, du 5V r�gul�, du 12V non r�gul�
et du 12V r�gul�. Ces alimentations sont utilis�es autant par les cartes que
les servo-moteurs. Par contre les moteurs de d�placement sont aliment�s par une
baterie diff�rente afin d'�viter les chutes de tension et les parasites.


\subsection{carte de d'asservissement}

La carte d'asservissement a un r�le tr�s important, c'est elle qui contr�le que
les moteurs ont bien suivi les instructions de la carte m�re.

La carte m�re peux donner un ordre en vitesse pour chaque moteur. Toutes les 32
ms, la carte d'asservissement va rapporter � la carte m�re l'avancement r�el �
gauche et � droite afin de calculer la position du robot. Comme c'est la carte
m�re qui contr�le la position et la carte d'asservissement qui contr�le la
vitesse, on peut faire toute sorte de trajectoires fantaisistes.


\subsection{carte capteurs}

La carte capteur est simple, elle est charg� de retransmettre � la carte m�re
via le port serie l'�tat du capteur demand�. Elle est aussi charg�e de
commander deux servos-moteur. Elle est constitu�e d'entr�es capteurs contact et
d'entr�s compar�es ainsi que 4 entr�es capteurs qui sont transform�es en
num�rique via le PIC et ses convertisseurs analogiques/num�rique
(malheureusement la conversion num�rique n'est aparement pas tr�s heureuse...).

\grapht{capteur.jpg}

\subsection{carte m�re}

La carte m�re est le module qui va prendre toutes les d�cisions. La carte m�re
que nous avons utilis�e est une PC104. Elle est simple d'utilisation et elle
est con�ue pour �tre embarqu�e. Elle comprend 10 ports s�ries gr�ce � une carte
d'extension qui rajoute 8 port series.

\graph{pc104.jpg}

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\section{Partie informatique}

\subsection{Module camera}


Le robot est �quip� d'une camera. Elle nous permet de d�tecter les balles et
les palmiers. La detection se fait en plusieurs �tapes:

\begin{itemize}

\item Aquisition;

\item Traitement de l'image;

\item Detection et filtrage des groupes de pixels;

\item Conversion dans le rep�re du robot.

\end{itemize}

L'aquisition se fait gr�ce � l'interface Video4linux et la camera attach�e au
port USB.

Le traitement de l'image permet pour chaque pixel de d�terminer � quel objet
il appartient. Cela se fait avec un r�seau neuronal sur chaque pixel en
fonction de la couleur. La calibration se fait automatiquement par
aprentissage du r�seau.

\graph{camera.jpg}

Pour les groupes, d�s qu'un pixel correspondant � une balle est trouv�, le
programme cherche autour de ce pixel afin de trouver des pixels de balles et
en d�duire la taille de la balle.

La conversion dans le repere du robot se fait par des �quations du second
degr�s que l'on doit calibrer avec des points pris sur une image.

\subsection{Module asservissement en position}

Ce module est directement connect� � la carte d'asservissement. C'est lui qui
permet de faire les trajectoires que l'on veut.

Le principe de base est la ``carotte''. Selon la trajectoire que l'on veut
obtenir, on place un point devant le robot. Par projection dans le rep�re du
robot, on trouve une erreur lin�aire et angulaire. Ces erreurs sont multipli�es
par des coefficients puis appliqu�es sur la vitesse des roues.

\subsection{D�termination du chemin}

Afin d'eviter les obstacles, le robot int�gre un algorithme de d�termination
du plus court chemin. Nous utilisons un algorithme de Dijkstra. Le plus
compliqu� est de g�n�rer le graph que l'on donne � l'algorithme. Pour cela on
place des points tout autour des obstacles et on relie les points qui ne
traversent pas d'obstacle (ou pour �tre plus pr�cis, les segments qui ne se
raprochent pas trop des obstacles).

\graphtt{g.png}

\graphtt{g1.png}

\subsection{Intelligente artificielle}

L'intelligence du robot est programm�e dans un automate directement dans le
programme de la carte m�re. Ce n'est pas tr�s flexible, mais c'est plus
simple. On change d'�tat dans l'automate en fonction de l'�tat des capteurs,
des tempos, des d�placements, etc...




\end{document}