ROObockey：リモート制御の照準支援ストリートホッケーロボット

1. はじめに
   技術が進歩するにつれて、画像処理は多くのアプリケーション、特にロボット工学の分野で使用されています。
   画像処理の例は、自動運転車や
   商用ロボットに見られます。カリフォルニア州サンマテオで開催されたロボリンピック大会では、
   学生が新しいテクノロジーを使用して、パックを通過して
   シュートしたり、ホッケー競技場を横切ったりできるロボットホッケープレーヤーを設計するよう求めています。 ROObockeyは、
   現在の競技会に触発されていますが、デザインには、より正確でインテリジェントな射撃メカニズムが含まれています。
   メカニズム

2. 問題の説明
   2.1。必要性
   ホッケーのゲームは、パックを別のプレーヤーに正確に渡す機能や、パックをゴールに撃ち込む機能など、複数の課題で構成されています。ホッケーロボットは現在、
   人間の制御に依存してターゲットを決定し、それに応じてパックを渡します。他のプレーヤーの位置を正確に特定するために使用される
   センシングシステムは、パックを通過する際の人為的エラーを
   排除します。このセンシングシステムは、将来的に複数のロボットに拡張され、
   インテリジェントなパスおよび射撃機能を備えたロボットホッケーチームを作成する可能性があります。
   2.2。 目的
   ROObockeyの目的は、目標のターゲットにパックを正確に発射できる
   ホッケーロボットを設計および構築することです。静止オブジェクトは、パックを撃つための
   ターゲットビーコンとして使用されます。ロボットは手動操作のために無線で制御されます。また、
   ユーザーから射撃コマンドを受け取ります。
   2.3。 背景（調査調査）
   2.3.1。 概要
   このプロジェクトの主なアイデアは、ホッケーパックのソフトウェア支援射撃を実装できるロボットを設計することです。このタスクへのアプローチは、さまざまな形状と色の画像処理を使用して、さまざまなターゲットを区別することです。
   画像処理システムに入力を供給するために使用されるカメラは、
   より広い視野を提供できるレンズを使用することができます。 [3]電気機械式の
   射撃メカニズムを使用して、パックをユーザー定義の
   ターゲットに渡し、発射します。
   2.3.2。 関連テクノロジー
   現在、ホッケーロボットの特許は、実物大の典型的なアイスホッケーゲームをシミュレートするヒューマノイドロボットに関連しています。特許権者のアイデアは、
   実物大の制御可能なロボットホッケープレーヤーを天井から吊り下げ、
   離れた場所から制御することでした。別の特許のアイデアは、ロータリーモーター
   ホッケーパックランチャーを使用することです。
   ワイヤレス制御アプリケーションで使用されるホッケーロボットの特許はありません。 [1] [2]

2.4。目的ツリー

3. 設計要件仕様
   ROObockeyロボットは、複数のセンサー入力で構成されています。システムが動作するには、
   バッテリー電源が必要です。システムはワイヤレス制御入力を受け取り、制御と画像のデータを解釈して
   、モーターを操作します。
   3.1。エンジニアリングとマーケティングの要件

以下は、システム全体の単純なレベル0のブロック図です。

4.2。レベル1
4.2.1。ハードウェア
ホッケーロボットはバッテリー駆動で、自由な操作が可能です。
バッテリーは、センサー、ワイヤレスコントローラー、および
プロセッサーが必要とする電圧よりも高い電圧になります。電圧レギュレータは、デバイスに安全に電力を供給するために使用されます。
電力管理および配電システムは、システムの動作に必要な昇圧および降圧電圧を提供します。
ワイヤレスコントローラ入力により、ユーザーは次のことが可能になります。ロボットを制御します。
通信デバイスは、ロボットの操作と射撃コマンドを制御します。
センサーネットワークは、ビーコンを見つけるためのカメラと、ロボットかどうかを判断するためのセンサーで構成されます。
現在パックを持っています。センサーデータはすべてプロセッサに送信され、そこで必要なすべての計算を処理できます。
メインプロセッサユニットは、センサーネットワークとワイヤレスコントローラ入力からの信号とデータの処理を処理します。
また、
モーター制御システムとシューティングメカニズムの制御も担当します。
モーター制御システムは、DCモーターを駆動します。これは、
バッテリーとモーターの間のスイッチであり、
モーターの回転速度と回転方向を制御します。
射撃メカニズムは、ホッケーを投影できるデバイスで構成されます
前に進みます。プロセッサからリリースコマンドを受信します。
以下の図3に示すハードウェアレベル1のブロック図は、これらのシステムのそれぞれと、システム全体の対応する入力および出力で構成されています。
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4.2.2。ソフトウェア
このデザインには、色と形状の認識画像処理が組み込まれており、
ユーザーが通過したいビーコンを見つけて、パックを撃ちます。ソフトウェアは
カメラ入力を受信し、ビーコンを検索しながら画像を処理し、
次に、モーターの方向を決定します。プロセッサを離れるPWMは、デューティサイクルを変更することにより、モーターにモーターを回転させる速度を通知します。
ソフトウェアプロセスフローの概要を以下の図4、ソフトウェアレベルに示します。
1ブロック図。カメラ入力、形状と色の検出、
、モーターを動かすアルゴリズムが組み込まれています。

出典：ROObockey：リモート制御の照準支援ストリートホッケーロボット