ROVER


ROVER NEDİR?

Rover, gezegenlerin veya diğer gök cisimlerinin yüzeyinde gerekli görevleri yerine getirebilmesi için tasarlanmış uzay araştırma araçlarıdır. Bir tür insansız kara aracı sınıfına giren rover'lar, robotik kollar, hareket sistemleri, yüksek çözünürlüklü kameralar ve sensörler barındırırlar.

Günümüzde rover'lar, mars ve ay yüzeyinde aktif olarak kullanılmaktadır.


GENEL BAKIŞ

İTÜ Rover Takımı olarak, çeşitli görevleri yapabilme kabiliyetine sahip bir insansız kara aracı yapmayı amaçlamaktayız. Bu insansız kara aracının en önemli özelliiği, uzay araştırma aracı sınıfına ait olmasıdır. Uzay araştırma aracı (Rover) olarak aracımızın yapma kapasitesi olan görevleri şu şekildedir:

  • Engebeli, dağlık arazide devrilmeden hareket etme görevi ,
  • Bir takım eşyaları bir bölgeden kavrayarak alma ve başka bir bölgeye bırakma görevi,
  • Kontrol paneli üzerindeki vanaları ayarlama görevi,
  • Yer yüzeyinden ve yerin 15 cm altından toprak alma görevi ve
  • Otonom şekilde (kendi karar vererek) hareket etme görevi

TASARIMIMIZ HAKKINDA

Mars yüzeyindeki şartların olabildiğince benzetildiği yarışmada, robotumuz, üzerinde bulunan kameralar sayesinde metrelerce uzaktan, göz teması kurulmadan yönetilecektir. İsteğe bağlı veya acil durumlarda ise otonom olarak görevine devam edebilecektir.

Robotumuzun hareket sistemi çöl yüzeylerine uyum sağlaması için sıcağa ve engebeli araziye dayanıklı olacak şekilde alüminyum malzemeden 4 paletli olarak tasarlanmıştır.

Aynı zamanda üzerinde bulunduracağı robot kol sayesinde yarışma kategorileri içerisinde bulunan astronot yardım görevi için eşya taşıma, bilimsel görevler içinse yüzeyden örnek alma görevlerini gerçekleştirecektir.


Robot Kol

Robot kolun özellikleri şu şekildedir:

  • 6 eksende hareket edebilme
  • Karmaşık geometrili ve oval objeleri kavrayabilme
  • 5 kilograma kadar ağırlık kaldırabilme
  • Zedeleyici uç ile sert yüzeylerden örnek toplayabilme
  • Modüler uç ile toprak örneği toplayabilme
  • Kendi üzerinde katlanarak hacmini %60'a kadar küçültebilme

Hareket Mekanizması

Yenilikçi hareket mekanizmasının sağladığı özellikler:

  • 60 dereceye kadar eğimli arazilerde gidebilme
  • Havalı süspansiyonlar ile zorlu arazilerde stabil hareket edebilme
  • 50 santimetre yüksekliğe çıkabilme
  • 1 metre yükseklikten stabil olarak inebilme

Elektronik
  • Rover ile yer istasyonu arasında haberleşme kablosuz TCP IP modülleri kullanılarak sağlanacaktır.
  • Motor kontrolleri, robot kol kontrolleri ve sensör kontrolleri her biri farklı mikroişlemci ile sağlanacaktır.
  • Kullanacak mikroişlemciler STM32F103C8T6 olacaktır.
  • Konumlandırma devre kartlarımızda kullandığımız Ublox Neo-M8P-2 GNSS modülleri RTK teknolojisi ile çalışarak yer istasyonundan aldığı geri besleme ile daha hassas konum sağlamaktadır.
  • Ana işlemci olarak Raspberry Pi kullanılacak olup otonom görevlerde ROS üzerinden karar verme mekanizmaları çalıştıracaktır.

Yazılım

https://github.com/itu-rover

Yer İstasyonu Görevleri ve Gereksinimler:

  • Araçtan aktarılan görüntüler sayesinde araç görülmeden kontrol sağlanmaktadır.
    • Bunun yanında aracın kendinin karar vermesi gereken otonom çalışma kabiliyeti de mevcuttur.
    • Rover ile yer istasyonu arasındaki iletişimi bir router üzerinden yerel ağ oluşturularak TCP/IP protokolü yolu ile sağlanır.
    • Roverın kontrol çıktıları kontrol kumandasından elde edilen değerlerdir. Bu değerler yer istasyonundan rovera iletilecektir.

Rover'ın girdi değerleri:

  • Aracın eğikliğini ve ivmesini kontrol etmek için kullanacağımız IMU sensörü değerleri
  • Aracın yerini tespit edebilmemiz için kullanacağımız GPS sensör değerleri
  • Aracın yönünü bulabilmesini kolaylaştırması için LIDAR sensör değerleri
  • Aracın motorlarındaki anlık zorlanmayı algılamak için kullanacağımız akım sensörü değerleri
  • Robot kolun konumunu anlık olarak bilmemiz için potansiyometre değerleri
  • Tüm bu parametreler yazılım ekibi tarafından tasarlanan arayüz ile yer istasyonunda gösterilecektir.
  • Arayüzün web tabanlı olması sayesinde web erişimi olan herhangi bir elektronik cihazdan giriş yapılabilir ve araç kontrol edilebilir.

Bilim

Bilimsel araştırmalar hem rover'ın üzerinde hem de rover'ın toplayarak getirdiği numunelerle laboratuvarda gerçekleştirilecektir. Bunları maddelersek:

  • Rover üzeri kameralarla yarışma alanı incelenecek ve numune alınacak konum belirlenecektir. Konum seçilirken olası su yataklarını tespiti için jeolojik özellik gözlemlenecektir.
  • Rover üzerindeki enstrümanlarla, belirlenen konumda 15 cm derinlikten toprak numunesi alınacaktır.
  • Ortam koşullarının belirlenmesi için ayrıca rover üzerinde atmosfer basıncı, sıcaklık ve atmosferik gazların ölçümü de yapılacaktır.
  • Tüm bunlardan sonra uygun görülen numune kontaminasyona mahal vermeden rover üzerinde saklanacak ve ileri analiz için laboratuvar ortamına getirilecektir. Laboratuvarda toprak pH’ı ve toprak organik karbon içeriğini belirlemek gibi analizler gerçekleştirilecektir.
  • Alan seçiminden başlayan tüm analizler sonucunda toplanan veriler yorumlanarak bölgenin yaşama elverişliliği belirlenecektir.

ETKİLEŞİMDE OLDUĞU ALANLAR
  • Savunma Sanayi
  • Doğal Afet ile Başa Çıkma
  • Madencilik
  • Sağlık Alanı
  • Nükleer