Integración de Arbotix, Raspberry Pi y motores Dynamixel Ax-12+ para un robot humanoide que busca y patea pelotas
Resumen
RESUMEN
En este artículo se presenta a DeBuPa (Detección Búsqueda Pateo) un humanoide de tamaño pequeño (38 cm de alto) construido con las piezas del kit Bioloid. Del kit se ha excluido la tarjeta CM-510 para sustituirla por la tarjeta controladora Arbotix, que será la que controle los 16 motores Dynamixel Ax-12+ (para mover al robot) y 2 servomotores analógicos (para mover la cámara). Además se ha agregado un mini computador Raspberry Pi, con su cámara, para que el robot pueda detectar y seguir la pelota de forma autónoma. Todos estos componentes deben ser coordinados para que se logre cumplir la tarea de detectar, seguir y patear la pelota. Por ello se hace necesaria la comunicación entre la Arbotix y la Raspberry Pi. La herramienta empleada para ello es el framework ROS (Robot Operating System). En la Raspberry Pi se usa el lenguaje C++ y se ejecuta un solo programa encargado de captar la imagen de la cámara, filtrar y procesar para encontrar la pelota, tomar la decisión de la acción a ejecutar y hacer la petición a la Arbotix para que dé la orden a los motores de ejecutar el movimiento. Para captar la imagen de la cámara se ha utilizado la librería RasPiCam CV. Para filtrar y procesar la imagen se ha usado las librerías de OpenCV. La Arbotix, además de controlar los motores, se encarga de monitorizar que el robot se encuentre balanceado, para ello usa el sensor Gyro de Robotis. Si detecta un desbalance de un cierto tamaño puede saber si se ha caído y levantarse.
Palabras clave: Arbotix, Raspberry Pi, Dynamixel, robot humanoide, fútbol, OpenCV.
ABSTRACT
This article presents DeBuPa (Detección Búsqueda Pateo), a small humanoid (38 cm tall) built with the Bioloid Premium Kit. The CM-510 card has been excluded to be replaced by the Arbotix controller card, which is used to control the 16 motors Dynamixel AX-12 + (for moving the robot) and 2 analog servo (to move the camera). The camera has been connected to a Raspberry Pi mini- computer, as to enable the robot to autonomous detect and track the ball movements. All those actions must be properly coordinated so that the robot accomplishes the tasks of detection, tracking and kicking of the ball, requiring fluent communication between the Arbotix and Raspberry Pi. The tool used for this is the ROS (Robot Operating System) framework. The C++ language is used in the Raspberry Pi, a program capturing, filtering and processing the camera images, to find the ball, decides the action to take, and requests the Arbotix to execute the movements of the motors. To capture the camera images. The RasPiCam CV library is used to capture the camera images and the OpenCV libraries for the filtering and processing of the images. In addition, to steering the engines, the Arbotix takes care of the balance of the robot using as input signals of the Robotis Gyro sensor. If Arbotix detects an imbalance and even if the robot has fallen, the mechanism tries to help the robot to stand up.
Keywords: Arbotix, Raspberry Pi, Dynamixel, humanoid robot, soccer, OpenCV.
Descargas
Métricas
Citas
Honda Motor Co., 2014. Honda unveils all-new ASIMO with significant advancements. Disponible en http://world.honda.com/news/2011/c111108All-new-ASIMO/index.html.
Itzees, 2014. Open CV About. Disponible en http://opencv.org/about.html.
OpenCV, 2014. More morphology transformations. Disponible en http://docs.opencv.org/doc/ tutorials/imgproc/opening_closing_hats/opening_closing_hats.html.
Open Source Robotics Foundation, 2014. About ROS.Disponible en http://www.ros.org/about-ros/.
Raspberry Pi Foundation, 2014. What is a raspberry pi? Disponible en http://www.raspberrypi.org/.
Robotis Inc. 2014a. Bioloid. Disponible en http://www.robotis.com/xe/bioloid_en.
Robotis Inc., 2006. Dynamixel AX-12 user manual. Disponible en http://www.generationrobots.com/ media/Dynamixel-AX-12-user-manual.pdf.
Robotis Inc., 2014. Gyro sensor. Disponible en http://support.robotis.com/en/product/auxdevice/ sensor/dxl_gyro.htm.
Salehi, M.E., R. Safdari, E. Abedi, B. Foroughi, A. Salimi, E. Farokhi, M. Teimouri, R. Shakiba, 2014. MRL team description paper for humanoid kidsize league of RoboCup 2014. Disponible en http://fei.edu.br/rcs/2014/TeamDescriptionPapers/Humanoid/KidSize/MRL-HSL%20Humanoid%20KidSize%202014_RC_v2.pdf.
The RoboCup Federation, 2014. RoboCup. Disponible en http://www. RoboCup.org/.
Trossen Robotics, 2014. Arbotix hardware overview. Disponible en http://learn.trossenrobotics.com/ arbotix/arbotix-getting-started/2-arbotix-hardware-overview.html#&panel1-13.
Valkov, E., 2013. Raspberry Pi camera with OpenCV. Disponible en http://robidouille. wordpress.com/2013/10/19/raspberry-pi-camera-with-opencv/.
Vanadium Labs, 2013. Arbotix RoboController. Disponible en http://vanadiumlabs.github.io/arbotix/.
Yi, S.-J., S. McGill, D.D. Lee, 2013. Improved online kick generation method for humanoid soccer robots. The 8th Workshop on Humanoid Soccer Robots, Georgia USA. Disponible en http://www.ais.uni-bonn.de/humanoidsoccer/ws13/papers/HSR13_Yi.pdf.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Copyright © Autors. Creative Commons Attribution 4.0 License para cualquier artículo enviado a partir del 6 de junio de 2017. Para los manuscritos presentados anteriormente, se utilizó la licencia CC BY 3.0.
Usted es libre de:
Compartir — compartir y redistribuir el material publicado en cualquier medio o formato. |
Adaptar — combinar, transformar y construir sobre el material para cualquier propósito, incluso comercialmente. |
Bajo las siguientes condiciones:
Atribución — Debe otorgar el crédito correspondiente, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero de ninguna manera que sugiera que el licenciador lo respalda a usted o a su uso. |
Sin restricciones adicionales: no puede aplicar términos legales o medidas tecnológicas que restrinjan legalmente a otros a hacer cualquier cosa que permita la licencia. |
Mayor información sobre este acuerdo de autoría y licencia, transferencia de derechos o solicitudes de reproducción, pueden ser consultados en este enlace.