目录
- 前言
- 1.总结
- 2.车
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- 选材
- 视觉二维码,条形码
- 视觉-颜色识别、靶环对准、码垛对准
- 车体、底盘
- 机械臂
- 2.决赛
- 3.初赛
- 4.国赛
前言
第七届工程训练大赛省赛结束半个多月,侥幸获得第二名,等待9月份的全国比赛。对于物流汽车智能处理项目忙碌了半年,机械工程专业,完全是零基础从零开始的软硬件开发,一个人几乎完成了所有的工作,没有购买任何套件和例程。这里有一些经验与大家分享。下面的文章可能不是小标题,不在乎,我只是想说什么。
1.总结
从校赛到省赛,可谓起起落落,深刻认识到实力不占比赛全部,运气大头。寒假过后,校赛开始比较,三分钟跑一圈完成所有任务后回到仓库,拿了一个校一。根据查阅的第六届比赛现场,得知大部分车只能完成基本动作,三分钟完成一圈是大部分人的极限。所以校赛结束后,程序没有更新。直到比赛前半个月,各种比赛的比赛视频陆续上传,我发现比赛开始卷起。 就机械臂结构而言,悬臂梁已被淘汰。各种结构,如线性传动机械臂、并联机械臂、三自由悬臂梁等,比传统的六自由悬臂梁机械臂更准确、更稳定。每辆车的底盘结构也很精致光滑,让我越来越自闭,越来越羡慕。我也羡慕别人的四人队,履行自己的职责,我只能独自战斗,这就是为什么我不满意我车身的机械结构,没有钱,没有人,没有时间。 在这么多优秀球队的压力下,省赛前几天完成了三分钟两圈+码垛。 其中深刻体会到的是: 由于机械结构层出不穷,不得不用电控来补偿,浪费了大量的时间和精力。我大部分时间都在用程序和机器打架。
2.车
选材
stm32f1作为核心主控,arduino328用于控制机械臂, 机械臂采用悬臂梁式机械臂,爪部为六自由度,无动作闭环。 采用视觉openmv3(后换成openmv4) 麦轮底盘无悬挂,JY61陀螺仪,直流减速电机,tb6612驱动
视觉二维码,条形码
不幸的是,我在省赛初赛中倒在了视觉上。 由于组织者的错误,现场二维码反射,印刷模糊,几乎全部openmv视觉系列开发团队无法识别二维码。 由于我的决策失误,我花了所有的测试时间来修复二维码识别。 我更推荐我的弟弟们用opencv开发视觉,虽然扫码枪更好用,但我不喜欢。 对于上述问题,如二维码前亚克力覆盖引起的反射,二维码模糊无法识别,以及我遇到的其他与二维码相关的问题,我将写一篇博客详细指导如何使用openmv识别二维码。
视觉-颜色识别、靶环对准、码垛对准
为了追求极致的速度,所有颜色识别皆为一次识别所有(上下层共六个),这样从比赛开始到物料识别完成只需要不到7秒的时间。 但这对环境和定位有很高的要求。 虽然靶环对准非常有用(不),但由于时间的限制,我被迫删除这个功能。可以想象,我在这些不必要的事情上浪费了多少时间。 同样,我也会在以后的博客中开源上述视觉代码。
车体、底盘
车身机械部分是最大的失败,结构一团糟。kg负荷导致下层板变形,机械臂中心过高,极大地影响了车身行驶过程中的姿势。冗余的上层板限制了机械臂的活动范围,大量的连接部分由兄弟使用。 底盘控制部分为PD闭环集成单轴陀螺仪实现速度闭环,位置开环,无需搜索,定位误差约为1cm左右。 由于识别和捕获需要更准确的定位,所以使用5个红外传感器来找到黑线(第二个决策错误,我觉得最好使用多路灰度传感器)。
机械臂
对于多自由悬臂梁结构,可以放弃对速度的要求。在省级预赛交付前,由于速度加快,舵机承载力过高,导致齿轮损坏,这是我从未想过的。交付时,二维码无法扫描,机械臂舵机报废,相当于直接宣布比赛的结束。 在学校三分钟就能跑完两圈 码垛,到现场只能出库,半夜在酒店差点崩溃。 第二天,组织者重新打印了二维码,可以扫描。但机械臂舵机损坏,无法完成后续行动。 幸运的是,这一切都是由对手衬托出来的,幸运地通过了预赛。 决赛,我换上了老师连夜回学校找的舵机,一切似乎都好了。
2.决赛
决赛的过程如下: 下午一点半公布了新形状的物料和场地图,紧接着去加工中心设计新的机械爪。新物料只有半截大拇指大小,幸运的是赛前已经考虑到所有情况,所以并无大碍。三点,主办方收回加工好的机械爪,我们回去取车,带着车前往教室拆装爪子。四点,前往新场地开始调车,直到晚上九点。 场地设置和规则一样随机。精加工区和半成品区的色环都是随机的,但没想到场地里有两座桥,条形码组织者在整个调试时间都没有贴。 关于wifi:从五点开始,组织者开始循环发送任务码供我们调试。连接到公共局域网后,TCP和UDP都可以用,我用的是TPC协议。使用正点原子atk-esp可正常接收8266。 从5:00到9:00,共有4个小时。一个场地有七八支球队。我只能在场地上跑一个小时,其他球队也是如此。我提前包装了所有代码。在决赛中,我只需要调整参数,然后慢慢跑就可以完全跑完。 由于时间紧迫,没有与同一支球队的沟通路径,导致决赛碰撞。 最后跑了200分左右。
3.初赛
初赛看到了一些有趣的东西,比如大疆的步兵,淘宝的视觉机械臂,真的没必要。 很多弃赛的,扫不了码的,车坏的,都是正常的。我发现这场比赛比电赛还要水一点。判断标准是运气成分的比例。 这种运气包括很多事情,比如单纯的个人运气,组织者是否考虑周到,其他团队的素质等等。
4.国赛
2022.4.15更新 发现这篇文章被很多人看到了,有的受宠若惊,潦草地追逐国赛的经历。 在全国比赛前的视频比赛阶段,我看到了很多大人物流车,发现我们目前的技术实力真的不好。 此时,已经是八月份了,我和我的队员都在紧张的考研。 本着对比赛的热爱和对国赛成就的追求,我们从图书馆回到实验室,推翻了现有的物流车版, 从机械到程序都重做了,半个月后终于赶出来,调试了半个月的程序。 说说比以前更新了什么。 1.舵机改为串口舵机,从之前的五自由度悬臂梁型改为四自由度。改进后,只需2秒钟就可以一次抓取一个材料放入车内。 2.传感器改为四个七路灰度传感器,定位更准确。 3.在美观设计上花了很多心思,感觉还不错。 4.采用双主控stm32f1.增加闭环控制。 5.重写定位逻辑。 最后跑两圈回仓需要2分40秒,可以准确码垛。
然而,随着调试次数的增加,舵机的磨损加剧,导致误差越来越大。然而,我们在比赛中消耗了太多的精力,无法更换舵机。这导致舵机在正式比赛中的角误差达到5度左右。 最后,我们在初赛中取得了不错的成绩,进入了决赛,但在决赛中wifi没收到,分数很低,拿了银奖。 不过这时候我们的心思全在考研上,结果已经不重要了。
现在研究生入学考试已经结束了,对于工作培训比赛,我已经准备了一年,作为一个纯机械的学生,一切对我来说都是新的,几乎同时学习,最终的结果对我也很满意。现在回顾一下这个游戏,我认为这里有几个更重要的地方: 1.如果你想取得好成绩,你必须愿意花钱。你的成绩几乎取决于你花了多少钱。如果你有钱,你可以了解观众的定位模块。第一个自由舵机也必须使用最好的。我们车的成本约为6k左右,很多车的成本是1w以上的。 2.零基础小白也适合参加这个项目,是提高全栈能力的好方法。 3.这场比赛的技术更新很快,两年前的经验基本没用。 4.程序最好由一个人完全写,这个人也应该在团队中有一定的发言权。 5.机械结构非常重要团队中最好有创新能力强的人。 (完结)