Registrácia

Virtuálne laboratórium KEM FEI TUKE

Fyzikálny model AUTIVO

Fyzikálny model AUTIVO je komplexný mechatronický systém s riadiacim systémom na báze PLC a vizualizačným rozhraním. Je určený okrem možnosti testovania rôznych navigačných teórií aj pre riešenie rôznych úloh spojených s jeho návrhom, ako je dimenzovanie elektromotorov, akumulátora, návrh a realizácia regulačných štruktúr použitých pohonov až po vizualizáciu a správu dát na najvyššej úrovni (napr. tvorba mapy priestoru).

Autivo

Obr.1 Fyzikálny model AUTIVO

AUTIVO
Obr.2 Virtuálny model AUTIVO

 

Riadiaca jednotka

Riadiaca jednotka bola navrhnutá na báze programovateľného logického automatu firmy B&R.

Popis vstupov
Digitálne vstupy


V tabuľke 1 je popísaných osem digitálnych vstupov s označením vstupu, pripojeným signálom a označením svorky prepoja signálu. Vstupy signálov z IRC snímačov pracujú v čítačovom režime. Vstup zo STOP tlačidla je naviazaný na prerušovací proces ITR7. Proces sa spúšťa prerušením 24V signálu na vstupe.


Tab. 1 Rozdelenie digitálnych vstupov podľa signálov

AUTIVO

Analógové vstupy
Analógový vstup AI.0 bol prednastavený na rozsah 4 až 20mA. Vstupy AI.1 až AI.3 sú prednastavené na rozsah 0:::10V. Popis jednotlivých analógových signálov s priradeným zdrojom je v tabuľke 2.


Tab. 2 Rozdelenie analógových vstupov podľa signálov

AUTIVO

Popis výstupov
Digitálne výstupy PLC pracujú s 24 voltovým jednosmerným napätím. Použitie jednotlivých výstupov s prepojom na svorku ovládaného zariadenia je popísané v tabuľke 3.


Tab. 3 Rozdelenie digitálnych výstupov podľa signálov

AUTIVO

IP kamera
V manuálnom režime je vozidlo navádzané viditeľným kontaktom užívateľa s vozidlom. Pre prípad, že vozidlo je v priestore mimo dosahu užívateľa, bola zvolená IP kamera s možnosťou natáčania. Natáčanie kamery je vo vertikálnom smere 125° a v horizontálnom smere 350°.


Laserový snímač
Laserový snímač pracuje na vlnovej dĺžke 650nm. Vysielaný lúč má výkon 22mW. Odraz lúča je zachytávaný v optike a z časovej diferencie je vypočítaná vzdialenosť. Výstup snímača pracuje v rozsahu 4:::20mA.


Virtuálny model - Ovládacie rozhranie

Okno vizualizácie bolo rozdelené na niekoľko oblastí podľa nasledujúceho obrázka:

AUTIVO

  1. Informačná oblasť obsahuje názov rozhrania.
  2. 2. Pracovná oblasť je rozdelená na tri zóny:
    • V ľavej zóne sa nachádzajú informácie o prevádzkových parametroch vozidla. Prvky laserový snímač a tlačidlo total stop zobrazujú aktuálny stav. Pri zapnutých snímačoch teploty sa na motoroch zobrazuje ich teplota. Pri zapnutom infraštíte sa zobrazujú aktívne infra snímače, ktoré blokujú pohyb vozidla.
    • V strednej zóne sa nachádza dynamická pracovná oblasť. V tejto oblasti sú zobrazené karty IP kamery a laserového skenera. Zobrazenie kariet nekoliduje, pretože obraz kamery sa používa v manuálnom režime a laserový skener v autonómnom režime. Karta IP kamery je zapínaná pomocou tlačidla v riadiacej oblasti, ktoré ju aj reálne zapína vo vozidle. Karta laserového skenera sa zapína cez tlačidlo v riadiacej oblasti.
    • V pravej zóne je umiestnená diagnostika vozidla. Sú tu zobrazené všetky dostupné diagnostické údaje a v prípade chyby je odosielaná správa cez oblasť systémových správ. Je tu umiestnený stav premennej bezpečnostného nástroja Watchdog.
  3. Riadiaca oblasť obsahuje ovládacie a zobrazovacie prvky:
    • Ovládanie napäťových okruhov vozidla tlačidlami.
    • Voľba režimu správy napájania.
    • Odblokovanie po stlačení tlačidla Total stop.
    • Povoľovanie prúdu do motorov.
    • Zobrazovanie prúdu ľavého a pravého motora, rýchlosti v [km/h] a napätia batérie.
    • Zobrazovanie premennej Rýchlosť.
    • Zobrazovanie smeru pohybu vľavo a vpravo.
  4. Oblasť systémových správ zobrazuje správy nadefinovaných alarmov z diagnostiky vozidla a z chybových hlásení prístrojov.

Detaily popisu používateľského rozhrania pre ovládanie fyzikálneho modelu sú uvedené v e-learningovom učebnom texte umiestnenom na webovej stránke virtuálneho laboratória.

Úloha 1
Oboznámte sa s ručnou navigáciou autonómneho vozidla pomocou vizualizačného rozhrania.


Úloha 2
Naštudujte si proces vytvárania mapy priestoru pomocou laserového snímača.


Úloha 3
Zistite aktuálnu polohu vozidla na báze informácií z laserového skenera


Úloha 4

Vytvorte si vlastný jednoduchý algoritmus vytvárania mapy priestoru na báze informácií z laserového snímača.