BYU Mars Rover - BYU Mars Rover

BYU Mars Rover v květnu 2018 provádí testy v Provo v Utahu.
BYU Mars Rover pro květen 2009.


The BYU Mars Rover je studentem navrženým, vytvořeným a provozovaným projektem, který je pod dohledem a je financován primárně z oddělení strojírenství, elektrotechniky a fyziky v Univerzita Brighama Younga. Rover každoročně soutěží v University Rover Challenge (URC) blízko Hanksville, Utah na Mars Desert Research Station, a v současné době se hodnotí pro účely výzkumu.

Dějiny

Projekt BYU Mars Rover je v současné době již dvanáctý rok poté, co jej zahájil profesor fyziky BYU Dr. David Allred, když ve své druhé semestrové hodině fyziky oznámil nadcházející URC.[1]

2007

Poté, co se rozhodl soutěžit v prvním URC, a byl financován primárně Fyzikálním oddělením BYU a Dr. Allredem, tým začal stavět na jednoduchém designu roveru s použitím čtvercového hliníku 3/4 " hadice pro podvozek a pohon všech kol, smykem řízený typ hnací ústrojí použitím střídavé motory. Rover také měl stereofonní video přenášeno přes 900 MHz analogové video Odkazy.[2][3][4]

První rok obsadil rover BYU druhé místo v soutěži a dostal se za University of Nevada, Reno rover a před Penn State a UCLA.[5][6]

2008

Pro sezónu 2008 byl BYU rover kompletně přepracován a přestavěn od nuly, se zcela novým hnacím ústrojím, odpružením a speciálně navrženým a vyrobeným robotickým ramenem. Redesign bohužel nezanechal čas na testování a rover nedokončil svou první jízdu, dokud se tým skutečně nestal.

Poté, co první den událostí vyřešili problémy s počítačem, soutěžil BYU rover druhý den ráno v úkolu vědy o půdě, ale během několika minut po opuštění startovní brány zlomil hnací ústrojí. Tento neúspěch vedl tým BYU k umístění na pátém místě.[7][8]

2009

Tým BYU Mars Rover v roce 2009

Po loňských mechanických poruchách a problémech se softwarem byl rover upraven, protože tým měl pocit, že základní design roveru byl dobrý, jen bylo potřeba jej revidovat. Jako takový byl podvozek udržován většinou stejný, ale bylo navrženo a vyrobeno zcela nové zavěšení a bylo vybráno nové hnací ústrojí, stejně jako přepnuto operační systém na roveru od Windows XP na Debian GNU / Linux.

Dalším cílem týmu bylo otestovat rover měsíc před URC, což byl úkol, který byl splněn pomocí hnacího ústrojí a dalších základních ovládacích prvků, ale ne pomocí videa nebo ramene.

Na akci byl rover poprvé schopen skutečně soutěžit ve všech úkolech, aniž by došlo k větším poruchám. Primárními omezeními byly rádiový dosah a omezené testování robotickým ramenem. Jako takový si rover vedl dobře v soutěži a skončil na druhém místě.[9][10]

2017

V roce 2017 dosáhl vědecký tým dokonalých 100, což pomohlo týmu pohnout na třetí místo. O několik týdnů později bylo oznámeno, že v bodových hodnoceních každého týmu došlo k chybě výpočtu. Tento chybný výpočet způsobil, že se tým posunul na čtvrté místo s malým náskokem.[11]

2018

Tým BYU Mars Rover Capstone v roce 2018

V roce 2018 společnost BYU čelila určité kontroverzi v úkolu Extreme Delivery and Retrieval. Ve snaze vysadit užitečné zatížení šli do rokle, kde se převrhli, a vynutili si zásah a následnou ztrátu 20% svých bodů. To jim bránilo vydělat 40 bodů potřebných k postupu do druhého kola úkolu, kde bylo možné získat více bodů. Po projednání však soudci rozhodli, že špatný bod GPS je vyvedl z kurzu a způsobil zásah. BYU pak bylo umožněno pokusit se o druhé kolo, vydělat dalších 10 bodů, než ztratil rover přes útes. Rychle uvažující student se naštěstí holubice chytil roveru, spadl s ním a zabránil mu v pohybu a nenapravitelně se poškodil.

Porotci výrazně zvýšili obtížnost ostatních úkolů, zejména Autonomous Traversal. BYU Mars Rover však úspěšně překonal pět z osmi možných úseků a získal tak soutěžní maximum 55. Většina týmů v úkolu nezískala žádné body, což vedlo k průměrné hodnotě 5,6. Pro srovnání, průměrné skóre Autonomous Traversal v roce 2017 bylo 19,6 a sedm týmů získalo 55 nebo vyšší, včetně jednoho 100.[12][13] To spolu s téměř dokonalým skóre Science Cache vytáhlo BYU až na 5. místo.

Technický přehled

Mechanické systémy

Od roku 2018 má BYU Mars Rover design kolébkového podvozku se šesti koly, z nichž každé lze nezávisle ovládat. Rameno roveru má 6 DOF.

V roce 2009 bylo BYU Mars Rover vozidlem s pohonem všech kol, smykem řízeným, přibližně 36 "dlouhým, 40" širokým a 20 "vysokým (bez antény a stožáru kamery). Každé kolo má průměr přibližně 12" a je poháněn střídavým elektromotorem a planetová převodovka. Odpružení je zcela nezávislé A-rameno design, s CNC frézovaná A-ramena a je dobře integrována do podvozku roveru, aby se snížila hmotnost a složitost.

Rameno roveru je student navržen a vyroben 5 stupeň svobody robotické rameno pomocí vysokého rozlišení optické kodéry a planetové převodové motory s vysokým točivým momentem a také rozvodový řemen ozubení.

Řídicí systémy

Rover je řízen pomocí různých běžných počítačových platforem. Primární počítač je 1 GHz Intel jednodeskový počítač (SBC) běží Ubuntu Linux a připojeno ke komunikačnímu rádiu Ethernet. Kromě toho paže a servo ovládání je zpracováno pomocí PAŽE SBC běžící na 500 MHz a výstupní servoprocesor Lynxmotion 32.

Rover používá 900 MHz rádio s teoretickým propustnost 54 Mbit / s a ​​výstupní výkon až 700 mW. Oba základna a jsou připojeny boční rádia všesměrové antény.

Snímací systémy

Počítačové vidění

Rover používá pro rozpoznávání obrazu stereofonní kameru ZED, zatímco RPLidar A2 snímá blízké překážky.

GPS / IMU

InertialSense µINS Development Kit poskytuje údaje o poloze, kurzu, rychlosti a zrychlení pomocí dat GPS a IMU.

Ocenění

  • Druhé místo, 2007 University Rover Challenge - Rover 1
  • Páté místo, 2008 University Rover Challenge - Rover 2
  • Druhé místo, 2009 University Rover Challenge - Rover 2.1
  • Čtvrté místo, 2010 University Rover Challenge - Rover 2.2
  • Čtvrté místo, 2011 University Rover Challenge - Rover 2.2.1
  • Druhé místo, 2012 University Rover Challenge - Rover 3.0
  • Třetí místo, 2013 University Rover Challenge-
  • Čtvrté místo a cena soudců, 2014 University Rover Challenge-
  • Druhé místo, 2015 University Rover Challenge
  • Čtvrté místo, výzva University Rover 2017
  • Páté místo, výzva University Rover 2018

Reference

  1. ^ BYU land rover prozkoumává planetu Zemi - ve 3-D, Salt Lake Tribune, 3. června 2007, 6049690
  2. ^ Stuart, Elizabeth (3. června 2007). „Studenti BYU se snaží prozkoumat Mars“. DeseretNews.com. Citováno 24. ledna 2019.
  3. ^ Lusk, Brittani (31. května 2007). „Studenti BYU soutěží v soutěži Mars“. Daily Herald. Citováno 24. ledna 2019.
  4. ^ Morgan, Meghan. „Inženýři BYU vstupují do soutěže o design Mars Roveru“. BYU. Archivovány od originál dne 15. září 2007.
  5. ^ http://www.marssociety.org/portal/c/urc/2007-urc-archive/announcements/UNR%20Wins%20Inaugural%20University%20Rover%20Challenge.pdf/?searchterm=2007%20URC[mrtvý odkaz ]
  6. ^ Race to Mars Miniseries, Daily Planet, Discovery Channel Kanada[upřesnit ]
  7. ^ http://www.marssociety.org/portal/Members/schnarff/URC2008Results/?searchterm=2008%20URC[mrtvý odkaz ]
  8. ^ Hadhazy, Adam (18. června 2008). „Vysoké školy bojují v soutěži Mars Rover“. Scientific American. Citováno 24. ledna 2019.
  9. ^ Jones, K. C. (1. června 2009). „York U vyhrává výzvu Mars Rover“. Informační týden. Archivovány od originál dne 13. června 2011.
  10. ^ Kirk, Alex. „York University získává titul na třetí výroční výzvě University Rover“. Archivovány od originál dne 06.06.2009. Citováno 2009-06-04.
  11. ^ „Výsledky URC2017 - výzva University Rover“. urc.marssociety.org. Citováno 2019-02-09.
  12. ^ „Výsledky soutěže University Rover Challenge 2017“. urc.marssociety.org. Citováno 24. ledna 2019.
  13. ^ „Výsledky soutěže University Rover Challenge 2018“. urc.marssociety.org. Citováno 24. ledna 2019.

externí odkazy