הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY

הפקולטה להנדסת חשמלהמעבדה לבקרה ורובוטיקה

שלייפר: אריאל מגישיםדלל אור

- און: גל מעיין מנחה

- עיגול איקס משחק פיתוחרובוט NAOעל

המצגת מבנההפרויקט • מטרתמהפרויקט • דרישותהרובוט • הצגתעבודה • סביבתהמשחק • אלגוריתם תאורבפרויקט • קשייםהפרויקט • הדגמתלשאלות • זמן

•- ל - NAOלגרום אדם בן עם עיגול איקס משחק לשחק

כאשר • אנכי לוח גבי על ישוחק מחליט NAOהמשחקבעצמו שלו המשחק כלי את ומניח הבא המהלך על

הפרויקט מטרת

גדולים • מספיק להיות והלוח המשחק כלי על " הקהל י ע שייראו כדי

לילדים NAOעל • שתתאים ברמה לשחק•) קוליות ) פקודות דיבור ידי על יישלט הרובוט

מהפרויקט דרישות

רובוט דמוי אדם• ק"ג5 ס"מ, משקל: 58גובה: •בעל יכולות רבות, בין היתר:•

x86 AMD GEODEמעבד •

500MHz CPUחיישן סונאר, חיישני מגע•

שתי מצלמות, רמקולים, לדים•

WiFi/ תקשורת קווית •-Text-To-Speechמודולים של תנועה ו•

ניתן לשליטה בעזרת קוד ובעזרת תוכנות ייעודיות•

NAOהרובוט

•Choregraphe - הרובוט של לסימולציה תוכנה

•Telepathe - וזיכרון המצלמה להצגת תוכנההרובוט

•NaoQi SDK - הרובוט על סקריפטים להרצת

בשפת • האלגוריתמים Pythonתכנות

העבודה סביבת

המשחק אלגוריתם תאורהתמקדות

הלוח על

וניתוח צילוםהלוח

על החלטההבא מהלך

התקרבות הלוח אל

הכלי הנחתהלוח על

חזרה לנק ' אחורה

המתנה

המתנה למהלך

היריב

בקרה

הבקר

תנהמ ה

המשחק אלגוריתם תאור

איפוס זווית הראש ביחס לגוף•יישור הגוף כלפי אמצע הלוח ע"י:•

מציאת הסטייה ממרכז שדה הראייה ל"מרכז המסה" של •הלוח

/ סיבוב הגוף לכיוון "מרכז המסה" הזזת הראש •חזרה על האיטרציות עד אשר הסטייה מספיק קטנה•

הלוח על התמקדותהתמקדות

הלוח על

וניתוח צילוםהלוח

על החלטההבא מהלך

התקרבות הלוח אל

הכלי הנחתהלוח על

אחורה חזרההמתנה' לנק

המתנה למהלך

היריב

המשחק אלגוריתם תאור

צילום לוח המשחק•סילוק הכלים מהתמונה ע"י חיתוך בסף של הצבעים• לקבלת מיקומי הריבועים של הלוחLabelingביצוע •בדיקת הצבע בכל ריבוע והחזרת מצב הלוח •

במטריצה

הלוח וניתוח צילוםהתמקדות

הלוח על

וניתוח צילוםהלוח

על החלטההבא מהלך

התקרבות הלוח אל

הכלי הנחתהלוח על

אחורה חזרההמתנה' לנק

המתנה למהלך

היריב

המשחק אלגוריתם תאור

Minimaxהחלטה על מהלך הבא באמצעות •Algorithm

Alpha-Beta Pruningשימוש ב- • למשל(3בחינת מספר סופי של מהלכים קדימה )•עדיפות גבוהה לניצחון מהיר יותר•

הבא המהלך על החלטההתמקדות

הלוח על

וניתוח צילוםהלוח

על החלטההבא מהלך

התקרבות הלוח אל

הכלי הנחתהלוח על

אחורה חזרההמתנה' לנק

המתנה למהלך

היריב

המשחק אלגוריתם תאור

Sonarהתקרבות אל הלוח תוך שימוש בחיישן •הנחת הכלי הלוח תוך שימוש בתנועות מוקלטות •

מראשחזרה אחורה לנקודת המתנה•המתנה למהלך היריב והתחלה מחדש ע"י חיווי קולי•

האלגוריתם המשךהתמקדות

הלוח על

וניתוח צילוםהלוח

על החלטההבא מהלך

התקרבות הלוח אל

הכלי הנחתהלוח על

אחורה חזרההמתנה' לנק

המתנה למהלך

היריב

בפרויקט קשייםהרובוט • עם התממשקות בעיותברורה • לא דוקומנטציהלאחר • איתו לעבוד וקשה במהירות מתחמם הרובוט

מה זמןעד ) • ללוח קרוב מדויקת אינה הסונארים 20מערכת

( ) מעל" מהלוח רחוק או מ (70ס " מ סהרובוט • של ההליכה בזמן סטייהלהתמודדות pythonבשפת • רבים כלים אין הבסיסית

, נוספות ויכולות תמונה עיבוד מערכים עם יעילה

הקשיים פתרון•- ברורה לא , דוקומנטציה העזרות טכנית לתמיכה פנייה

. , אחרים אנשים עם התייעצות הרובוט באתר בפורומיםעד ) • ללוח קרוב מדויקת אינה הסונארים ( 20מערכת " מ ס

מעל ) מהלוח רחוק (-70או " מ בטווח ס בסונארים שימוש. הלוח אל בהגעה לדייק בשביל שלהם הפעולה

•- הרובוט של ההליכה בזמן תוך סטייה מתמדת בקרה. ובמצלמה בסונארים שימוש

להתמודדות pythonבשפת • רבים כלים אין הבסיסית- , נוספות ויכולות תמונה עיבוד מערכים עם הורדת יעילה

. מהבעיות אחת לכל במיוחד שיוצרו ברשת מיוחדת ספריות

הרובוט הדגמת

מלא • משחק הצגת•10 - ערוץ בתקשורת אזכור

ומסקנות סיכוםשנרכש :• ידע

תמונה • בעיבוד שימוששפת • pythonלימודרובוט • תנועת בקרתתוכנה • דרך שונים בחיישנים שימוש

•: הפרויקט תוצאות•- עיגול איקס של שלם משחק לשחק מסוגל הרובוטלבחירה • ניתנת הקושי רמת כן כמו

נוסף לפרוייקט והצעות להמשך כיוונים

• " צורה י עפ זיהוי הוספתמהרצפה • בעצמו הכלי את לאסוף לרובוט לגרוםגבי • על טוש בעזרת מהלכו את לכתוב לרובוט לגרום

מחיק לוחאפשרויות • יותר בעל יותר מסובך למשחק שדרוג

פעולה

[1] “NAO User Guide Ver. 1.6.0,” 2010. [Online]. Available: http://academics.aldebaran-robotics.com/documentations.php. [Accessed: Jun. 23, 2010].

[2] L. Shapiro and G. Stockman, Computer Vision East Lansing, MI: Department of Computer Science Michgan State University, Mar 2010.

[3] M. Shah,  Fundamentals of Computer Vision. Orlando, FL 32816: Computer Science Department University of Central Florida, Dec. 7, 1997.

[4] M. Lutz, Learning Python, Third Edition. 1005 Gravenstein Highway North, Sebastopol, CA 95472.: O’Reilly Media, Inc., 2008.

ספרות סקר

ההקשבה על תודה