CONCOURS Rob AFIS 2008 DOSSIER DE CONCEPTION

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1 CONCOURS Rob AFIS 2008 DOSSIER DE CONCEPTION LOT 20 DOSSIER D ETUDE Dernière date de modification : 11/11 /08 5 ème année Génie des Systèmes Industriels

2 1 Description détaillée (lot 21) La finalité du système RobAFIS est de gagner le concours Rob AFIS Sa mission est d explorer une zone inconnue et délimitée de la planète IS2008. Les objectifs principaux sont : trouver la cible, la saisir et la ramener dans la zone de récupération en un temps minimal inférieur ou égal à 3 minutes. La solution choisie pour réaliser sa finalité, mission, et objectifs, est illustrée sur la figure suivante en 3D. Elle comporte 4 sous-systèmes : Déplacement Le sous système de déplacement comprend le châssis du robot (c.à.d. la structure et les interfaces physiques avec les autres sous-systèmes) et les ensembles propulseurs (servomoteurs et roues). Il est aussi composé d une roue folle à l arrière pour assurer la stabilité du robot à moindre coût. Capteurs Qui permet de repérer les différents éléments du plateau. Le capteur ultra-sons permet de repérer tous les volumes présents dans l environnement du robot. Le capteur de couleur permet de différentier la cible des autres objets. Pince La pince permet, une fois la cible repérée, de la saisir. Elle est dotée d éléments élastiques qui permettent une certaine tolérance sur le placement par rapport à la cible lors de sa saisie mais permet aussi de saisir la cible par le dessus, nous autorisant ainsi une position de la pince durant la recherche qui ne perturbe pas le fonctionnement des capteurs. NXT où sont logées, par ailleurs, 6 piles électriques. Il s agit du calculateur qui permet de mettre en place la stratégie mais aussi de la source de puissance du robot. Il recoit les informations des capteurs et envoie la puissance nécessaire aux moteurs. Pince NXT Capteurs Déplacement Figure 1 - Vue CAO du robot INSA Toulouse Génie des Systèmes Industriels Page 1

3 Figure 2 Vue de face et de derrière Figure 3 Vue de droite et de gauche Figure 4 - Vue de dessous et de dessus INSA Toulouse Génie des Systèmes Industriels Page 2

4 2 Spécification technique du robot (Lot 22) 2.1 Limite de fourniture : Le système est constitué des pièces figurant dans la nomenclature de définition figurant dans la partie LOT Caractéristiques fonctionnelles et techniques : Fonctions et performances I : Le robot détecte les obstacles Le robot mémorise les obstacles Le robot évite les obstacles Fonctions et performances II : Le robot détecte la cible Le robot récupère la cible Le robot stocke la cible Fonctions et performances III : Le robot détecte la zone de récupération Le robot dépose la cible dans la zone de récupération Le robot se positionne à côté de la zone de récupération, prêt à repartir Fonctions et performances additionnelles : Le robot reste sur le plateau dans les limites du terrain Le robot est autonome tout au long de la compétition Le robot assure ses fonctions et performances sur un plan incliné de 10 Le robot exécute l ensemble du parcours en moins de 3 min Le robot est autonome sur plus de 5m de parcours 2.3 Interfaces externes : Interfaces Constituées de liaisons Composants joints Externe -- Calculateur - Ordinateur Externe Liaison USB Calculateur - Ordinateur Calculateur - Ordinateur Externe -- capteur ultrasons - Zone de récupération Externe C.U.S - Zone récup Capteur Ultra son - Zone de récupération Externe -- capteur ultrasons - Obstacle Externe C.U.S - Obs Capteur ultrason- Obstacle Externe -- Capteur couleur - Zone de récup Externe C.L - Zone récup Capteur couleur - Zone de récup Externe -- Capteur couleur - Cible Externe C.L - Cible Capteur couleur - Cible Externe -- Ensemble Propulseurs - Plateau Externe Liaison au Sol Ensemble propulseurs - Plateau 2.4 Caractérisation de l environnement d exploitation : Spécifications relatives à l environnement physique du Robot Le Robot est compatible avec tout types de plateau en contreplaqué Le robot est totalement fonctionnel dans des conditions d'humidité allant de 40% et jusqu'à 75% Le robot est totalement fonctionnel dans un intervalle de pression atmosphérique allant de 1000 à 1030 mb Le Robot est totalement fonctionnel dans un intervalle de température ambiante allant de 15 à 32 Celsius Le Robot est totalement fonctionnel avec une vitesse de vent allant jusqu'à 40 km/h Spécifications relatives à l ordinateur portable utilisé Le robot est compatible avec un ordinateur portable ayant le logiciel fourni par l'afis (Lego Mindstorms NXT) Le robot est compatible avec un ordinateur portable ayant un processeur de puissance supérieure ou égale à 800MHz Le robot est compatible avec un ordinateur ayant un système d exploitation plus récent ou égal à Windows XP SP2 Le robot est compatible avec un ordinateur portable ayant une mémoire supérieure ou égale à 256MB RAM INSA Toulouse Génie des Systèmes Industriels Page 3

5 2.5 Règles de conception et technologies imposées : Le système Robot est obligatoirement conçu de telle sorte à être construit avec le matériel fourni par l AFIS exclusivement, et de telle sorte à pouvoir être programmé en utilisant le logiciel fourni ou tout autre logiciel (Toolkit Labview, Java, ou autres ). 2.6 Spécifications techniques par sous-ensemble : Les spécifications pour chacun des 4 sous-ensemble sont décrites en annexe (LOT 80). Pour chaque sous-système les spécifications suivent le plan type décrit dans le réferentiel de développement Rob AFIS : - indication du système, sous-système ou constituant faisant l objet de la spécification, - limite de fourniture, - caractéristiques fonctionnelles, - caractéristiques techniques, - interfaces, - caractérisation de l environnement d exploitation, Les règles de conception et technologies imposées étant communes à tous les soussystèmes (voir paragraphe général ci-dessus), nous ne les aborderons pas dans cette partie. 3 Architecture Fonctionnelle Détaillée (LOT 23) 3.1 Modes Les différents modes du robot sont décris dans le diagramme suivant. Les déclencheurs sont notés en parallèles des flèches. Les fonctions relatives à chaque mode sont décrites ci-après. L architecture fonctionnelle des principales fonctions est décrite en annexe Etat initial : Hors Planète IS2009 Dépôt.Allumage Attente au sein de MODIS Signal départ Sortir de MODIS Fin de mission Mise_Hors_Tension.Transport_Hors_IS2009 Recherche cible Zone_atteinte Déposer_Cible Rentrée vers la zone de récupération Cible_Trouvée Prendre_Cible INSA Toulouse Génie des Systèmes Industriels Page 4

6 3.2 Mode attente au sein de Modis 3.3 Mode recherche cible direction INSA Toulouse Génie des Systèmes Industriels Page 5

7 3.4 Mode rentrée vers la zone de récupération 3.5 Mode fin de mission Cible déposée Mise hors Transport hors Ref : Fin de mission F.3.3 Ne rien faire F.3.3 S éteindre Ref : Etat initial 4 Architecture Organique Détaillée (LOT 24) 4.1 Hiérarchie physique Le système est constitué de 4 sous-systèmes : Robot Pince Capteurs Châssis NXT Capteur Ultrason (US) Capteur de couleur Assemblage capteurs Propulseur droit (moteur + roue) Propulseur gauche (moteur + roue) Assemblage châssis INSA Toulouse Génie des Systèmes Industriels Page 6

8 4.2 Architecture organique interne Les interfaces entre les sous-systèmes du robot sont représentées ci-dessous. Les interfaces physiques sont représentées en très épais alors que les interfaces électriques sont en trais fin. PINCE Interface physique pince/châssis CHASSIS Câble de liaison moteur pince/ NXT Interface physique capteurs/châssis Câble de liaison moteur droit/ NXT Câble de liaison moteur gauche/ NXT Interface physique pince/châssis CAPTEURS Câble de liaison capteur US/ NXT Câble de liaison capteur couleur/ NXT NXT 4.3 Caractéristiques des interfaces entre composants Interface Composée de Entre Interfaces physiques Interface physique capteur/châssis Clip 2 (2) Capteur - Châssis Interface physique NXT/châssis Clip 2 (2) NXT Châssis Interface physique pince /châssis Barre grise 7 + Clip 2 Pince - Châssis Interfaces électriques Câble de connexion NXT/moteur gauche Câble moyen NXT / Châssis Câble de connexion NXT/moteur droit Câble moyen NXT / Châssis Câble de connexion NXT/moteur pince Câble moyen NXT / Pince Câble de connexion NXT/capteur US Câble petit NXT / Capteurs Câble de connexion NXT/capteur couleur Câble moyen NXT / Capteurs INSA Toulouse Génie des Systèmes Industriels Page 7