ROObockey:Robot de hockey callejero asistido por objetivo y controlado a distancia

1. Introducción
   A medida que avanza la tecnología, el procesamiento de imágenes se utiliza en numerosas aplicaciones,
   especialmente dentro de la robótica. Se pueden encontrar ejemplos de procesamiento de imágenes en vehículos autónomos y
   robots comerciales. La Competencia de Robogames celebrada en San Mateo, California,
   desafía a los estudiantes a utilizar nuevas tecnologías para diseñar un jugador de hockey robot capaz de
   pasar y disparar un disco, además de maniobrar a través de una arena de hockey. ROObockey está inspirado en las
   competiciones actuales, pero el diseño incluye un
   mecanismo de tiro más preciso e inteligente.

2. Declaración del problema
   2.1. Necesidad
   Un juego de hockey consta de múltiples desafíos, incluida la capacidad de pasar con precisión un
   disco a otro jugador o disparar un disco a la portería. Los robots de hockey actualmente dependen
   del control humano para determinar el objetivo y pasar el disco en consecuencia. Un sistema de
   detección usado para localizar con precisión la posición de otro jugador eliminaría el
   error humano al pasar el disco. Este sistema de detección podría ampliarse en el futuro a varios robots
   para crear un equipo de hockey de robots con capacidades inteligentes de pases y tiros.
   2.2. Objetivo
   El objetivo de ROObockey es diseñar y construir un robot de hockey capaz de
   disparar con precisión un disco a un objetivo. Los objetos estacionarios se utilizarán como balizas de destino para
   disparar el disco. El robot se controlará de forma inalámbrica para su funcionamiento manual. También
   recibirá un comando de disparo del usuario.
   2.3. Antecedentes (encuesta de investigación)
   2.3.1. Descripción general
   La idea principal del proyecto es diseñar un robot que pueda implementar disparos asistidos por software de un disco de hockey. El enfoque de esta tarea es utilizar procesamiento de imágenes
   de varias formas y colores para distinguir entre los diferentes
   objetivos. La cámara utilizada para suministrar la entrada al sistema de procesamiento de imágenes
   podría usar una lente que pueda proporcionar un campo de visión más amplio. [3] Se utilizará un
   mecanismo de disparo electromecánico para pasar y lanzar el disco a los
   objetivos definidos por el usuario.
   2.3.2. Tecnologías relevantes
   En la actualidad, las patentes de robots de hockey pertenecen a robots humanoides que
   simulan un juego típico de hockey sobre hielo a gran escala. Una idea del titular de la patente era
   suspender del techo a jugadores de hockey robot controlables a gran escala y
   controlarlos desde una ubicación remota. Otra idea de patente consiste en utilizar un lanzador
   de disco de hockey con motor rotativo. No existen patentes para los robots de hockey usados ​​con
   aplicaciones controladas inalámbricamente. [1] [2]

2.4. Árbol de objetivos

3. Especificación de requisitos de diseño
   El robot ROObockey consta de múltiples entradas de sensor. El sistema requerirá energía de la batería
   para funcionar. El sistema recibirá entrada de control inalámbrico, interpretará los datos de
   imagen y control, y luego operará los motores.
   3.1. Requisitos de ingeniería y marketing

El siguiente es un diagrama de bloques simple de Nivel 0 de todo el sistema.

4.2. Nivel 1
4.2.1. Hardware
El robot de hockey funcionará con baterías, lo que permitirá su funcionamiento sin ataduras. La batería
tendrá un voltaje más alto que el que pueden requerir los sensores, el controlador inalámbrico y el
procesador. Se utilizará un regulador de voltaje para alimentar de manera segura los dispositivos.
El sistema de administración y distribución de energía proporcionará los voltajes ascendentes y descendentes requeridos para que el sistema funcione.
La entrada del controlador inalámbrico permitirá al usuario controlar el robot. El
dispositivo de comunicación controlará la maniobra del robot y el
comando de disparo.
La red de sensores consistirá en una cámara para localizar una baliza y un sensor para
determinar si el robot actualmente tiene el disco. Todos los datos del sensor se envían
al procesador donde se pueden procesar todos los cálculos necesarios.
La unidad principal del procesador manejará el procesamiento de señales y datos provenientes de la
red de sensores y la entrada del controlador inalámbrico. También estará a cargo de
controlar el sistema de control del motor y el mecanismo de disparo.
El sistema de control del motor accionará los motores de CC. Se trata de un interruptor entre la
batería y los motores, controlando la velocidad y el sentido de giro de los
motores.
El mecanismo de tiro consistirá en un dispositivo capaz de proyectar el hockey
puck hacia adelante. Recibe el comando de liberación del procesador.
El diagrama de bloques de nivel de hardware 1 que se muestra en la Figura 3 a continuación consta de cada uno de
estos sistemas junto con las entradas y salidas correspondientes en todo el
sistema.

4.2.2. Software
El diseño incorpora procesamiento de imágenes de reconocimiento de colores y formas para localizar
la baliza por la que el usuario desea pasar y disparar el disco. El software
recibe la entrada de la cámara, procesa las imágenes mientras busca la baliza,
y luego toma una decisión sobre cómo dirigir los motores. El PWM que sale del
procesador le dirá a los motores qué tan rápido girar los motores variando el ciclo de trabajo.
A continuación se muestra una descripción general del flujo del proceso del software en la Figura 4, el Nivel
del software 1 diagrama de bloques. Incorpora la entrada de la cámara, detección de forma y color,
y algoritmo para mover los motores.

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