Lidar

Lidar

Le lidar utilisé est un Lidar A1M8 de Slamtec. Il est capable de déterminer des distances comprises entre 0,15 et 12m à une précision de 0,5mm et des angles compris entre 0 et 360° à une précision de 1°.

La fréquence en tours est de 5,5Hz soit un scan toutes les 0,18s

Fixation

Le Lidar est placé en hauteur de sorte à ne pas détecter les PAMI et éléments de jeu. Il est fixé de manière précise, son centre de rotation sur l'axe de rotation du robot, de sorte à avoir un seul et même point sur le robot dont la position est calculée pour l'odométrie et le lidar.

Prérequis

Le programme de contrôle du Lidar nécessite d'avoir préalablement installé le SDK slamtec rplidar_sdk depuis Github.

Le programme de contrôle du Lidar nécessite d'avoir préalablement installé la librairie Modelec TCPSocketClient

Une erreur Segmentation Fault est générée si le code est lancé sans avoir branché le Lidar.

Une fois le code lancé, il est nécessaire de donner au code du lidar la position du robot en passant par des messages TCP.

Protocole de communication

Alertes de proximité

Si un obstacle est détecté trop proche du robot, une alerte est envoyée en TCP à "all" sous la forme :

lidar;all;stop proximity;distance,angle

La distance est en mm et l'angle en centièmes de radians

Position de l'adversaire

Une fois le message start reçu, le lidar passe en mode détection de l'adversaire.

Dans ce mode de détection, les données récoltées par le capteur laser sont analysées après chaque tour afin de déterminer la position approximative et lidar et du robot adverse.

La position du robot adverse est estimée et n'est pas précise. Le but est de déterminer une zone à éviter.

Procédé :

• Suppression des points à l'extérieur de la carte à partir de la dernière position du robot reçue

• Suppression des points solitaires considérés comme de fausses détections

• Rangement des points détectés par amas

• Calcul du centre de gravité de chaque amas (position moyenne des points)

• Si plusieurs amas, sélection de l'amas le plus probable comme étant le plus proche de la dernière position connue de l'adversaire

• Conservation du centre de gravité de l'amas et de l'écart max entre deux points au sein de l'amas comme le centre et le rayon de la zone à éviter.

• L'ajout d'une distance de sécurité est à faire dans le code de stratégie

Récupération des données :

Pour récupérer ces données, il faut envoyer le message TCP emetteur;lidar;get data;

Le message renvoyé est le suivant : lidar;emetteur;set avoidance;x_centre,y_centre,rayon

Triangulation

Le code du lidar permet d'entrer dans un mode triangulation afin de déterminer sur plusieurs tours de lidar la position et orientation précise du robot.

Attention Dans le mode triangulation, le lidar

• Cesse de calculer la position de l'adversaire

• Estime que le robot est complètement à l'arrêt durant toute la durée de calcul

Procédé :

• Le lidar récupère les données pour le nombre de tours configurés

• Les données sont rangées par amas

• A partir de la précédente position estimée du robot, les amas correspondant aux 2 ou 3 balises visibles sont identifiés

• Sur ces amas, le point détecté le plus proche du robot est considéré comme étant au croisement du cercle de l'enveloppe extérieure de la balise et de la droite entre le robot et le centre de la balise (méthode à améliorer)

• Les cercles passant par le centre des balises et de rayons correspondant à la distance détectée + le rayon de la balise sont tracés

• Les points d'intersections des cercles sont déterminés (il y a 2 intersections entre 2 cercles)

• Les droites passant par les 2 points d'intersections de deux cercles sont tracées.

• Les points d'intersections des 2 ou 3 droites (en fonction de nombre de balises détectées) sont déterminés. Une moyenne est faite dans le cas avec 3 droites.

• Le point d'intersection ou la moyenne des points d'intersection est maintenant considérée comme étant la position du robot.

• Connaissant l'angle de lidar et donc par rapport au robot pour chaque balise détectée, on détermine l'orientation du robot comme étant la moyenne de l'orientation déterminée grâce à chaque balise.

Récupération des données :

A la fin du processus de calcul, le code du lidar envoie de lui même les résultats calculés. Il sort également tout seul du mode triangulation en même temps que cet envoi.

Constantes réglables

Le fichier header localization.h contient un certain nombre de constantes dont les valeurs peuvent être modifiées pour optimiser la performance du programme.