7.5.1. Описание проекта

Летающий робот, разработку которого мы собираемся обсудить — это парящий робот, который может зависать непосредственно над областью, представляющей интерес, пока не выполнит всю необходимую работу. За последние двадцать лет рядом исследователей в университетах и научно-исследовательских лабораториях были изучены и разработаны летающие роботы различных размеров и форм для ряда применений. Одни использовали при этом существующие образцы самолетов и вертолетов, другие изобретали механические системы с машущим крылом, третьи использовали дирижабли. Все эти усилия были предприняты из-за огромных выгод, которые сулят такие роботы в военных и промышленных применениях, включая исследование отдаленных планет, внутреннее и наружное наблюдение, распознавание и локализация целей при военных действиях.

Опишем сначала общие характеристики системы, составляя список требований к проекту, а затем представим проект парящего робота, удовлетворяющий всем этим требованиям. Описание системы включает в себя описание конструкции устройства, структуру программы, и блок-схему алгоритма. После этого приводится пример программы на языке Си.

Цель этого проекта состояла в том, чтобы разработать и изготовить автономную систему парящего робота, управляемую микроконтроллером 68HC9S12. Наиболее трудным аспектом системы является проблема стабильного положения робота, которое должно постоянно поддерживаться контроллером. На рис. 7.21 показана фотография робота на базе парящей рамы. Этот проект был создан студентом старших курсов.

Рис. 7.21. Робот на базе парящей рамы

Чтобы обеспечить работоспособность проекта, мы должны сначала определить все требования к системе. При создании проекта необходимо решить ряд сложных проблем, в числе которых: создание прочной, но легкой летающей рамы, которая удовлетворяла бы летным требованиям, выбор и размещение датчиков, выбор привода пропеллеров, проектирование системы питания и решение задачи стабилизации положения.

Парящий робот должен удовлетворять следующим общим требованиям:

1. Быть автономным;

2. Иметь рабочую область размером 16×16 футов. (40,6×40,6 см);

3. Весить не больше, чем 2,5 фунта (1,14 кг);

4. Обладать собственными средствами взлета и посадки;

5. Использовать двигатели постоянного тока;

6. Поднимать до 4,5 фунтов (2,05 кг), включая собственный вес;

7. Поддерживать постоянную высоту парения;

8. Осуществлять движение во всех направлениях;

9. Избегать препятствий;

10. Иметь энергонезависимую память данных;

11. Стоить не более $500,00.