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Divisione robotica

Division Leaders

Mattia Catellani

Division Leader

Laureando magistrale in Ingegneria Meccatronica.
Entra a far parte del progetto nella primavera del 2021, occupandosi dell’implementazione del sistema di localizzazione.
Ha partecipato alla competizione da remoto della ERC del 2021.

Massimiliano Cadei

Division Manager

Studente magistrale di Ingegneria Meccatronica.
Nel 2020 è tra i primi partecipanti al progetto, anno nel quale scrive la sua tesi triennale “Sviluppo e progettazione di End Effector elettromeccanico”.
Entra poi a far parte della divisione Robotica nel settembre dello stesso anno, dove si occupa di sviluppare nodi ROS per il controllo del rover.
Attualmente, è anche il Team Leader di Project RED.


Attività

La Divisione Robotica si occupa di realizzare il software per il controllo del rover e del braccio robotico, con l’obiettivo di partecipare alle competizioni onsite e remote della ERC.
Le attività quotidiane della divisione coprono nel dettaglio gli aspetti descritti sotto.

Localizzazione

Riuscire a localizzare il rover con la maggior precisione possibile è sicuramente la cosa più importante. Il sistema di localizzazione implementato da Robotica mette insieme i dati di:

IMU: sistema costituito da un accelerometro e da un giroscopio.
Odometria: tecnica usata per stimare la posizione del rover in base al movimento delle ruote e a ciò che viene inquadrato dalla telecamera.
Landmark fissi sul terreno: si tratta di cubi posizionati in posizioni note dell’ambiente da parte degli organizzatori della competizione; nel momento in cui ne viene inquadrato uno dalla telecamera, avendo nota la sua posizione e calcolando la distanza tra rover e landmark, si riesce a stimare la posizione del rover.
Per la stima viene inoltre usato il filtro particellare, che sfruttando il calcolo combinatorio e in base a ciò che viene visto dalla telecamera, fa delle ipotesi su dove possa trovarsi il rover, per poi correggere la stima man mano che il rover si muove e riconosce altri landmark.
Filtro_particellare_2
Filtro_particellare_1
previous arrow
next arrow

Qui sopra il filtro particellare in azione.

Navigazione autonoma

Si tratta dell’ottimizzazione della pianificazione del percorso impiegato per raggiungere determinati punti nell’ambiente. Il rover con la navigazione autonoma riesce ad individuare e riconoscere ostacoli, come sassi o colline troppo ripide, e ad evitarle, arrivando comunque all’obbiettivo.

Computer Vision

Grazie alla Computer Vision, il rover riesce a riconoscere e localizzare ciò che inquadra con la telecamera, come persone, computer o pulsanti ed interruttori sul pannello elettrico della maintenance task.
Ultimo ma non meno importante, con la Computer Vision il rover è capace di individuare anche tracce di vita aliena!

Sistemi di comunicazione

La divisione robotica sta mettendo a punto tre sistemi di comunicazione:

WiFi: usato per creare una connessione rover – pc in modo da poterlo teleoperare e vedere quello che vede la telecamera.
LoRa: si tratta di un protocollo di comunicazione usato per mandare messaggi di dimensioni ridotte a distanze molto elevate. Viene usato come backup di sicurezza per inviare messaggi semplici tipo STOP al rover nel caso in cui il WiFi avesse delle discontinuità.
CAN: protocollo di comunicazione per interfacciare il computer di bordo del rover (NVidia Jetson) con i microcontrollori per azionare i motori delle ruote e dei cassetti.

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Braccio_pulsante
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Il braccio che effettua un’operazione di pick & place e che preme un pulsante.

Controllo del braccio robotico

La divisione robotica vuole controllare il braccio per fare le operazioni richieste, ad esempio premere dei bottoni, muovere delle levette, fare pick and place di oggetti. L’obiettivo è proprio quello di automatizzare tutte le operazioni richieste durante la competizione.