Système de positionnement locale

SOMMAIRE

Introduction………………………………………………….………………………………………………………p 2

1. - Programmation et Mathématiques………………………………………………………..…p 8 à 12

A - Partie embarquée sur le Raspberry pi …………………..……………. p 8 à 10

B - Partie administrateur sur l’ordinateur ……………………..………. p 11 à 12

1. - Électronique…………………………………………………………………….……………………p 13 à 15

A - Les Balises …………..…………………………………………………………… p 13 à 14

B - Le Robot …………………………………………………………………………………. p 15

Conclusion…………………………………………………………………..………………………………………p 16

Annexes……………………………………………………………………………………………….………p 17 à 18

Bibliographie……………………………………………………………………………….………………………p 19

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INTRODUCTION

Parmi tous les thèmes, nous nous sommes orientés vers le thème du transfert d’informations pour ce devoir, avec comme sujet la localisation d’un objet dans un espace bidimensionnel.

Nous avions envie de travailler sur les ondes et le transfert d’information. Ainsi nous avons pensé qu'il serait plus intéressant d'exploiter le sujet de manière pratique aussi bien que de manière théorique. C'est donc pour cela que nous avons tenté de concevoir un système de positionnement.

En effet, notre système, utilisant les ondes radios couplées aux ondes ultra-soniques, est un bon exemple d’application pratique des ondes. Cependant, notre devoir garde un aspect théorique car nous expliquerons les principes physiques, mathématiques et électroniques que nous avons utilisés.

Nous sommes partis de la problématique suivante :

Comment localiser un objet dans un espace bidimensionnel connu ?

Ainsi, nous verrons dans une première partie quelles solutions nous avons trouvées pour localiser notre objet. Nous expliquerons alors notre choix.

Ensuite dans la deuxième partie, nous axerons notre explication sur la partie programmation et mathématiques, nécessaire à la réalisation de notre projet.

Enfin dans la troisième partie, nous vous expliquerons tout le travail électronique effectué pour réaliser notre projet.

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I - RECHERCHE DE SOLUTIONS

A - Solutions envisagées

Avant de choisir d'utiliser les ondes radios et les ondes ultrasoniques, nous avons envisagé onze autres méthodes potentielles pour résoudre le problème posé plus haut par la problématique. Nous allons vous expliquer dans cette première partie pour quelles raisons nous n’avons pas retenu ces solutions techniques. Pour cela, nous vous expliquerons les détails de trois d’entres elles.

1 – Utilisation de LED infrarouges

[pic 1]

Couple

émetteur/récepteur

infrarouge

Nous avons d'abord pensé utiliser un système composé de LED infrarouges. Ce système, utilisant les ondes électromagnétiques, est en rapport avec le thème choisi. Pour commencer, il y a deux façons de procéder.

Premièrement, l’utilisation d’un cercle d’émetteurs infrarouges placés autour du robot. Le cercle d’émetteurs, délimitant la zone de déplacement du robot, est allié au même nombre de récepteurs placés sur le robot. Cette approche du problème est complexe à mettre en œuvre en raison du faible angle d'ouverture d'un émetteur infrarouge.

En effet, celui-ci étant de 15°, il aurait fallut 24 couples émetteurs/récepteurs infrarouges pour réaliser un cercle complet et qu'il n'y ait aucun obstacle à l'intérieur du cercle, ce qui bloquerait la diffusion de la lumière et donc fausserait les données mesurées par les récepteurs.

Deuxièmement, les LED infrarouges auraient aussi pu être utilisées grâce à une caméra. Un émetteur, servant de référentiel au déplacement du robot, émet un signal lumineux au plafond que le robot repère via une caméra sensible aux ondes infrarouges.

Nous n'avons pas choisi d'utiliser les LED infrarouges car le premier système utilisant le cercle d’émetteurs est trop complexe à mettre en œuvre, et le second système ne fonctionne qu'en intérieur, ce qui limite la zone de déplacement du robot et ne permet qu’un retour à la base et non une localisation.

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2 – Utilisation du guidage inertiel

[pic 2]

Schéma théorique

d’un accéléromètre

Nous avons ensuite pensé utiliser le principe du guidage inertiel. En raison du grand nombre de paramètres qu'un accéléromètre est en mesure de calculer, il offre potentiellement une grande précision de localisation. Cette localisation est basée sur l’évolution du mouvement de l'objet par rapport à un emplacement initial.

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