Voiture Autonome
Voiture Autonome
Projet Ro1 Véhicule / Détection d’obstacles / Pilotage autonome / Lidar

Mots-clefs : Véhicule Autonome / Détection d’obstacles / Pilotage autonome / Lidar

Objectifs

Des voitures autonomes commencent à voir le jour chez les différents fabricants automobiles. Equipées de différents capteurs (Lidar, caméra, distances…) et de motorisations souvent électriques, elles permettent de se déplacer dans des environnements parfois complexes sans aucune intervention humaine.

L’objectif de ce projet est de piloter une version miniaturisée de voiture autonome, basée sur un châssis de voiture radiocommandée.

Les déplacements de base nécessitent la compréhension des éléments constituants le châssis. L’analyse du monde environnant et le pilotage du véhicule se fait à l’aide de capteurs de distance infrarouge ou ultrason et/ou d’un mini Lidar rotatif.

Matériels

  • Chassis Tamiya Lancia Delta composé de :
    • 1 moteur à courant continu et d’un système de contrôle spécifique au modélisme, permettant le déplacement du véhicule
    • 1 servomoteur permettant la direction
    • 1 batterie NiMH – 7.2V / 3000 ou 4000 mAh
  • Carte électronique Voiture Autonome
  • Capteurs de distance SHARP (10-80cm / 20-150cm)
  • Lidar RPLidar A2M8 (Documentation technique / Protocole de transfert)

Contrôleur de vitesse

  • Signal rectangulaire de période 20 ms et de temps haut compris entre 1ms et 2ms
  • Point neutre : 1.5ms
  • Marche avant de 1.5ms à 2ms (évolution quasi-linéaire)
  • Marche arrière de 1.5ms à 1ms (évolution quasi-linéaire)

Servomoteur

  • Signal rectangulaire de période 20 ms et de temps haut compris entre 1ms et 2ms
  • Point neutre : 1.5ms
  • Déplacement angulaire positif entre 0 et 90° de 1.5ms à 2ms (évolution quasi-linéaire)
  • Déplacement angulaire positif entre 0 et -90° de 1.5ms à 1ms (évolution quasi-linéaire)

RPLidar

Un programme de test (sous MBED 5 – MBED Online) est disponible à l’adresse suivante : https://os.mbed.com/users/villemejane/code/ProTIS_Lidar_mbed5/

Ce programme permet d’initialiser le Lidar RP Lidar A2M8 ainsi que la liaison série entre la carte Nucléo et le Lidar. Il permet de faire l’acquisition en continu des distances en fonction de l’angle. Au bout d’un certains nombres de tours, l’angle de la distance maximale trouvée est transmise au PC.

Une seconde version de ce programme est disponible pour MBED 6 et MBED Studio à l’adresse suivante : https://os.mbed.com/users/villemejane/code/ProTIS_Lidar_mbed6/

Carte électronique Voiture Autonome

Une carte spécifique pour les voitures autonomes a été développée.

Cette carte accueille une carte Nucléo L476RG qui permet :

  • de piloter la direction de la voiture (par l’intermédiaire d’un servomoteur standard)
  • de contrôler la vitesse d’avance (par l’intermédiaire d’un contrôleur de vitesse standard en radiomodélisme)
  • de récupérer l’information de 6 capteurs de distance (type SHARP)
  • d’utiliser un Lidar de type RPLidar A2M8
  • de commander à distance le véhicule à l’aide d’un module Bluetooth HC-05 ou RN42XV
  • d’alimenter l’ensemble à partir d’une batterie NiMH de 7.2V (3000 ou 4000 mAh – commun à la puissance du moteur principal)

Il existe deux variantes différentes. Le brochage est décrit dans les document suivants.

Version 1

Un programme de test de la carte est disponible ici : http://lense.institutoptique.fr/ressources/_projets/VoitureAutonome/TestCarte/

Plus d’informations sur la carte à cette adresse : http://lense.institutoptique.fr/mine/carte-pour-voiture-autonome

Version nRF24

Projet Kicad de la carte : http://lense.institutoptique.fr/ressources/_materiel/cartes/voitureAutonome/Kicad_Voiture_Autonome_v3.zip

Premières étapes

Partie matérielle

Partie détection

Intégration

  • Faire varier la direction et la vitesse du véhicule en fonction des données de plusieurs capteurs de distance
  • Faire varier la direction et la vitesse du véhicule en fonction des données du Lidar

Il est également possible d’ajouter une télécommande ou un module Bluetooth pour le pilotage et la récupération d’informations

Projet / Voiture autonome