ROObockey:Robô de hóquei de rua com controle remoto e auxílio de mira

1. Introdução
   À medida que a tecnologia avança, o processamento de imagens está sendo usado em inúmeras aplicações, especialmente
   na robótica. Exemplos de processamento de imagens podem ser encontrados em veículos autônomos e robôs comerciais. A competição Robogames realizada em San Mateo, Califórnia, desafia os alunos a usar novas tecnologias para projetar um jogador de hóquei robô capaz de passar e
   atirar em um disco, bem como manobrar em uma arena de hóquei. O ROObockey é inspirado nas
   competições atuais, mas o design inclui um mecanismo de tiro mais preciso e inteligente.

2. Declaração do problema
   2.1. Necessidade
   Um jogo de hóquei consiste em múltiplos desafios, incluindo a habilidade de passar um
   disco com precisão para outro jogador ou atirar um disco para o gol. Os robôs de hóquei atualmente contam com o controle humano para determinar o alvo e passar o disco de acordo. Um sistema de detecção
   usado para localizar precisamente a posição de outro jogador eliminaria o erro humano ao passar o disco. Este sistema de detecção poderia ser expandido no futuro para vários robôs
   para criar uma equipe de hóquei de robôs com passes inteligentes e capacidades de tiro.
   2.2. Objetivo
   O objetivo do ROObockey é projetar e construir um robô de hóquei capaz de atirar com precisão
   um disco no alvo. Objetos fixos serão usados ​​como balizas para atirar no disco. O robô será controlado sem fio para operação manual. Ele também
   receberá um comando de tiro do usuário.
   2.3. Antecedentes (Pesquisa de Pesquisa)
   2.3.1. Visão geral
   A ideia principal do projeto é projetar um robô que possa implementar um tiro assistido por software de um disco de hóquei. A abordagem para esta tarefa é usar processamento
   de imagem de várias formas e cores para distinguir entre os diferentes alvos. A câmera usada para fornecer a entrada para o sistema de processamento de imagem
   pode usar uma lente que pode fornecer um campo de visão mais amplo. [3] Um mecanismo eletromecânico
   de tiro será usado para passar e lançar o disco para os alvos
   definidos pelo usuário.
   2.3.2. Tecnologias Relevantes Atualmente, as patentes de robôs de hóquei referem-se a robôs humanóides que simulam um jogo típico de hóquei no gelo em escala real. Uma ideia do detentor da patente era
   suspender jogadores de hóquei de robôs controláveis ​​em grande escala do teto e controlá-los de um local remoto. Outra ideia de patente consiste em usar um lançador de disco de hóquei com motor rotativo. Não há patentes detidas para robôs de hóquei usados ​​com aplicativos controlados sem fio. [1] [2]

2.4. Árvore Objetivo

3. Especificação de requisitos de design
   O robô ROObockey consiste em várias entradas de sensor. O sistema exigirá energia da bateria
   para funcionar. O sistema irá receber entrada de controle wireless, interpretar os dados de controle e imagem
   , e então operar os motores.
   3.1. Requisitos de engenharia e marketing

A seguir está um diagrama de blocos simples de nível 0 de todo o sistema.

4.2. Nível 1
4.2.1. Hardware
O robô de hóquei será alimentado por bateria, permitindo uma operação independente. A
bateria estará em uma tensão mais alta do que os sensores, o controlador sem fio e o
processador podem exigir. Um regulador de tensão será usado para alimentar os dispositivos com segurança.
O sistema de gerenciamento e distribuição de energia fornecerá as tensões de aumento e redução necessárias para o sistema operar.
A entrada do controlador sem fio permitirá que o usuário controlar o robô. O
dispositivo de comunicação controlará a manobra do robô e o comando de tiro
.
A rede de sensores será composta por uma câmera para localizar um farol e um sensor para
determinar se o robô atualmente tem o disco. Os dados do sensor são todos enviados para
o processador onde todos os cálculos necessários podem ser processados.
A unidade do processador principal irá lidar com o sinal e processamento de dados vindos da rede de sensores e entrada do controlador sem fio. Também será responsável pelo controle do sistema de controle do motor e do mecanismo de disparo.
O sistema de controle do motor acionará os motores DC. Este é um interruptor entre a
bateria e os motores, controlando a velocidade e sentido de rotação dos
motores.
O mecanismo de tiro será composto por um dispositivo capaz de projetar o hóquei
puck para a frente. Ele recebe o comando de liberação do processador.
O diagrama de blocos de Hardware Nível 1 mostrado na Figura 3 abaixo consiste em cada um
destes sistemas junto com as entradas e saídas correspondentes em todo o
sistema.

4.2.2. Software
O design incorpora processamento de imagem de reconhecimento de cor e forma para localizar o farol pelo qual o usuário deseja passar e disparar o disco. O software
recebe a entrada da câmera, processa as imagens enquanto busca o farol,
e então toma a decisão sobre como direcionar os motores. O PWM deixando o
processador dirá aos motores com que rapidez eles devem girar, variando o ciclo de trabalho.
Uma visão geral do fluxo de processo do software é mostrada abaixo na Figura 4, o Nível do Software
1 diagrama de blocos. Ele incorpora a entrada da câmera, detecção de forma e cor,
e algoritmo para mover os motores.

Fonte:ROObockey:Remote Controlled, Aim-Assisted Street Hockey Robot