Simulação e Controle

QBot2

QBot2

Robô autônomo terrestre com currículo de mecatrônica e robótica inclusos! 

O QBot2 da Quanser é um robô terrestre inovador, construído em uma plataforma com 2 rodas, próprio para o uso com o QUARC / Matlab / Simulink.

Equipado com sensores, sistema de visão e acompanhado por um extenso currículo, o QBot2 é perfeito para ensino de cursos de mecatrônica e robótica desde o nível introdutório ao avançado. Sua estrutura de arquitetura aberta permite aos usuários adicionarem sensores encontrados no mercado, e assim customizar o seu robô.

O QBot2 é perfeito para pesquisas, tais como:

  • Navegação veicular e controle
  • Controle de veículo autônomo
  • Auto aprendizado e visão computacional
  • Inteligência Artificial
  • Arquitetura de navegação autônoma para robôs móveis
  • Robótica de enxame e muito mais

 

 

Como Funciona?

O QBot2 incorpora: a plataforma Kobuki da Yujin Robot, o sistema de visão Microsoft Kinect e um computador wireless embutido da Quanser.

A plataforma Kobuki é acionada por dois eixos diferenciais com sensores óticos embutidos. A plataforma inclui sensor um de lombada, um giroscopio e um sensor de rampa. O computador embutido da Quanser acessa as informações desses sensores.  O QBot2 possui baterias de Lítio que permite 3 horas de operação com uma única carga.

O computador embutido da Quanser usa a plataforma Gumstix DuoVero para rodar o QUARC, software de controle real-time, e faz a interface com a placa de aquisição de dados (DAC) embutida no QBot2. A DAQ integra o computador DuoVero, a plataforma Kobuki e o sensor Kinect. Os usuários podem customizar a plataforma de acordo com sua necessidade adicionando sensores mais variados suportados pelo QUARC, sendo estes sensores digitais (SPI, UART, I²C) ou sensores analógicos. 

O sistema Kinect de visão é uma camera RGB integrada e um sensor de profundidade capaz de capturar imagens RGB e dados de profundidade em 11-bit em varias resoluções e framerates

O QBot2 é acessado através de três blocos que permitem ao usuário conduzir o veículo, ler os sensores, escrever os outputs e acessar o RGB e dados de profundidade do sensor Kinect. Os controladores foram desenvolvidos no Simulink com QUARC no computador de hospedagem e os modelos são compilados e carregados no computador alvo por vias sem fio.

 

Currículo desenvolvido pela Quanser incluso

O QBot2 vem com amplo material didático, incluindo: guia para instalação, manual do usuário, exercícios para o laboratório e controles pré-projetados que permitem uma rápida utilização do potencial do equipamento, economizando meses de desenvolvimento para a concepção desse material.

 

  • Low cost
  • Curriculum with independent exercises for robotics and mechatronics courses included
  • Compact system built on iClebo Kobuki platform, no assembly required
  • Wide range of sensors included (bumper sensor, wheel drop sensor, cliff sensor, 3-axis gyroscope, Kinect RGBD sensor)
  • Wheel encoder measurement for accurate measurement and more precise control, path planning and mapping
  • Customizable, allows for adding off-the shelf sensors supported by QUARC, including digital (SPI, UART, I²C) and analog sensors
  • Mounting holes for custom sensor-mounting structures or load carrying
  • Kinect mounting structure with manually adjustible tilt angle for varying visibility range
  • Low power on-board computer with Linux operating system for high-level, real-time decision making and task execution
  • Up to 3 hours of continuos operation on one battery charge
  • Available payload app. 4.5 kg
  • Easy integration of addition QBot (QBot2, Qbot) and QBall (QBall2, QBot-X4) units
  • Fully compatible with MATLAB®/Simulink®
  • Fully documented system models and parameters provided for MATLAB®/Simulink®
  • Open architecture design allowing users to design their own controllers

 

Platform iClebo Kobuki mobile base by Yujin Robot
Number of wheels 2
QBot 2 diameter 35 cm
QBot 2 height (with Kinect mounted) 27 cm
Battery life 3 hours
Maximum linear speed 0.7 m/s
Available payload app. 4.5 kg
Sensors included 3 digital bumper sensors
3 digital wheel drop sensors
3 analog and digital cliff sensors
3-axis gyroscope
2 wheel encoder inputs
2 wheel speed outputs
2 digital LED outputs
4 digital power enable outputs
2 analog motor current inputs
3 digital buttons
2 overcurrent sensors
1 Z-axis angle measurement (heading)
1 battery voltage sensor
1 Kinect RGBD sensor
Additional I/O channels available 8 reconfigurable digital I/O channels
4 analog input channels
2 encoder input channels
4 PWM output channels
1 SPI bus channel
1 UART serial port (interface 3.3 V serial device)
1 I²C serial bus channel
On-board computer Gumstix DuoVero Zephyr with integrated 802.11 b/g/n WiFi
Memory 1 GB DDR SDRAM, 32 MB Flash
QUARC maximum sample rate 1,000 Hz
Camera resolution 640 x 480
Depth sensing 11 bit
Depth sensor range 0.5 m - 6 m

 

 

Tópicos incluidos no courseware Quanser em idioma Inglês:

  • Differential drive kinematics
  • Forward and inverse kinematics
  • Dead reckoning and odometric localization
  • Path planning and obstacle avoidance
  • 2D mapping and occupancy grid map
  • Image acquisition, processing and reasoning
  • Simultaneous localization and mapping (SLAM)
  • High level control architecture of mobile robots
  • Vision-guided vehicle control

O equipamento também pode ser usado para ensinar outros tópicos que não estão incluídos no currículo desenvolvido pela Quanser.

 

O QBot2 já inclui o QUARC real-time control software. 

Para rodar o QBot2, você precisará:

  • Matlab
  • Simulink
  • Matlab Coder
  • Simulink Coder
  • Control Tool Box
  • Computer Vision Toolbox

Todos os componentes acima podem ser adquiridos em um representante da MathWorks. 

Para requerimentos de localização avançada, os engenheiros da Quanser recomendam o uso de sistemas de cameras infra-vermelho da OptiTrack (vendidos na Quanser).

 

 

Download

  1. QBot2 - Ficha técnica

  2. Artigos internacionais publicados utilizando o QBOT2

     

Veja alguns videos do experimento em funcionamento:

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