Legway - il robot equilibrista #LegaNerd

Robot nato nei laboratorio di “Dinamiche non lineari e controllo di sistemi” per mano di un gruppo di studenti della laurea magistrale in Ingegneria Elettrica e dell’Automazione dell’Università di Firenze.

Legway e stato realizzato con il pacchetto Lego Mindstorms Ev3, un vero e proprio pacchetto di Lego nato per gli appassionati di robotica e che permette di integrare componenti meccanici con microcontrollori programmabili.

È formato da due motori in corrente continua che comandano le ruote, un sensore ad ultrasuoni per rilevare gli ostacoli, un giroscopio per misurare la velocità angolare ed un brick programmabile su cui sono stati caricati gli algoritmi di controllo.

La programmazione è avvenuta in ambiente Matlab-Simulink, difatti la piattaforma Lego Mindstorms permette di generare codice C direttamente dallo schema a blocchi Simulink, cosa che permette a qualsiasi appassionato non esperto di programmazione di poterlo realizzare.

 

 

Gli algoritmi di controllo utilizzati sono stati: un filtro di kalman stazionario per la stima dello stato, un controllo ottimo LQ per stabilizzarlo in equilibrio e degli algoritmi euristici per l’evitamento degli ostacoli.

Il robot ha due modalità di funzionamento: nella prima viene comandato manualmente attraverso il workspace di simulink, nella seconda si muove in maniera del tutto autonoma, rilevando ed evitando gli ostacoli.

Ne è stato poi verificato il funzionamento sottoponendolo ad alcuni test, che sono stati documentati nel video Youtube in cima alla pagina. Gli algoritmi utilizzati per la progettazione di questo robot possono essere utilizzati per il progetto di molti oggetti comunemente noti, come il segway o addirittura per la stabilizzazione della traiettoria di un razzo.

Alcuni possibili sviluppi futuri potrebbero essere la costruzione, sempre su piattaforma Lego Mindstorms, di un joystick che permetta di controllare il movimento del robot, oppure il progetto di un algoritmo piu avanzato per il rilevamento e l’evitamento degli ostacoli.

Saremmo contenti di condividere l’elaborato del progetto con chiunque di voi voglia cimentarsi nella costruzione del Legway, ed eventualmente di rispondere a vostre domande e curiosità.

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