Integración de Arbotix, Raspberry Pi y motores Dynamixel Ax-12+ para un robot humanoide que busca y patea pelotas

En este artículo se presenta a DeBuPa (Detección Búsqueda Pateo) un humanoide de tamaño pequeño (38 cm de alto) construido con las piezas del kit Bioloid. Del kit se ha excluido la tarjeta CM-510 para sustituirla por la tarjeta controladora Arbotix, que será la que controle los 16 motores Dynamixel Ax-12+ (para mover al robot) y 2 servomotores analógicos (para mover la cámara). Además se ha agregado un mini computador Raspberry Pi, con su cámara, para que el robot pueda detectar y seguir la pelota de forma autónoma. Todos estos componentes deben ser coordinados para que se logre cumplir la tarea de detectar, seguir y patear la pelota. Por ello se hace necesaria la comunicación entre la Arbotix y la Raspberry Pi. La herramienta empleada para ello es el framework ROS (Robot Operating System). En la Raspberry Pi se usa el lenguaje C++ y se ejecuta un solo programa encargado de captar la imagen de la cámara, filtrar y procesar para encontrar la pelota, tomar la decisión de la acción a ejecutar y hacer la petición a la Arbotix para que dé la orden a los motores de ejecutar el movimiento. Para captar la imagen de la cámara se ha utilizado la librería RasPiCam CV. Para filtrar y procesar la imagen se ha usado las librerías de OpenCV. La Arbotix, además de controlar los motores, se encarga de monitorizar que el robot se encuentre balanceado, para ello usa el sensor Gyro de Robotis. Si detecta un desbalance de un cierto tamaño puede saber si se ha caído y levantarse.

This article presents DeBuPa (Detección Búsqueda Pateo), a small humanoid (38 cm tall) built with the Bioloid Premium Kit. The CM-510 card has been excluded to be replaced by the Arbotix controller card, which is used to control the 16 motors Dynamixel AX-12 + (for moving the robot) and 2 analog servo (to move the camera). The camera has been connected to a Raspberry Pi mini- computer, as to enable the robot to autonomous detect and track the ball movements. All those actions must be properly coordinated so that the robot accomplishes the tasks of detection, tracking and kicking of the ball, requiring fluent communication between the Arbotix and Raspberry Pi. The tool used for this is the ROS (Robot Operating System) framework. The C++ language is used in the Raspberry Pi, a program capturing, filtering and processing the camera images, to find the ball, decides the action to take, and requests the Arbotix to execute the movements of the motors. To capture the camera images. The RasPiCam CV library is used to capture the camera images and the OpenCV libraries for the filtering and processing of the images. In addition, to steering the engines, the Arbotix takes care of the balance of the robot using as input signals of the Robotis Gyro sensor. If Arbotix detects an imbalance and even if the robot has fallen, the mechanism tries to help the robot to stand up.

Cuenca

Volumen 5 (2014)