Projet de Terminale SI : voiture télécommandée couplée à une caméra suiveuse

[invite13769827]

Bonjour,

Nous sommes 4 élèves de terminale S Si et pour notre projet, nous voulons créer une voiture télécommandée que nous modifierons afin de précéder et de filmer une course de BMX. Dans nos tests, cela commencerait par précéder quelqu'un qui marche.

Nous avons besoin d'acquérir la localisation GPS de la voiture sur un premier tour de piste afin de reproduire le même parcours une fois l'itinéraire enregistré. La première fois, la voiture serait télécommandée (par une télécommande!) puis la seconde fois, la voiture connaît le parcours, est donc autonome et adaptera sa vitesse de progression en fonction de la vitesse de la course.

Il nous faut donc dans un premier temps acquérir les données gps, les traiter et les transformer en commandes.
Nous devons aussi connaître la distance séparant le pilote de BMX ou la personne qui marche de la voiture, et déduire de cette distance la vitesse de la voiture.
Avant de faire tout cela, nous devrons aussi réaliser la modélisation de notre objet technique.

Pour cela, nous pensons réutiliser une ancienne voiture et la commander en couplant une carte arduino et un raspberryPi. L'acquisition GPS pourrait-elle se faire grâce à un récepteur GPS sur la carte raspberryPi? Pour l'acquisition de la distance, nous avons pensé à un capteur infrarouge, qu'en pensez-vous?
Y-aurait-il une solution moins coûteuse?
Merci beaucoup de vos réponses !
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[inviteede7e2b6]

hello ,

vous ne visez pas un peu haut ?

[invite13769827]

On se sait pas vraiment, ca semble réalisable selon nos profs, mais on a besoin d'être conseillés pour y arriver

[Yvan_Delaserge]

Ta caméra est censée voir ça:



A quelle distance se trouve le premier coureur et surtout: Qui est le premier coureur.

C'est impossible à dire en regardant l'image.

Comment est-ce qu'un système infra-rouge pourrait y parvenir?

Et surtout: quel type de système infrarouge?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Yvan_Delaserge]

J'ai aussi un doute concernant le guidage par GPS de la voiture.

Quand je roule en voiture, en arrivant à un rond-point, l'affichage de mon GPS présente toujours un certain retard, de l'ordre de le demi-seconde. Si je devais prendre le giratoire sans regarder la route, uniquement en observant l'écran du GPS, je sortirais de la route, à moins de rouler à disons 10 Km/h maxi.

Je pense que l'acquisition du signal GPS, l'update de la position nécessite pas mal de calculs de la part de l'électronique du GPS. C'est ce qui explique cette latence.

Comme une course de BMX se déroule à plus de 10 Km/h (!) et que le tracé est tortueux, sans parler de la présence d'arbres dont le feuillage peut affecter le signal GPS, je pense que la faisabilité de cette partie-là du projet demande elle aussi à être soigneusement évaluée.

Amicalement,

Yvan

[arsene de gallium]

Première question:
Quel est la précision d'un GPS ?

Deuxième question:
Le véhicule est-il capable de rouler sur un terrain accidenté ?

Troisième question:
Récupérer une ancienne voiture: de quel genre ?

Quatrième question:
Avez vous accès à du matériel militaire ?

[invite5c0d525e]

Pièce jointe 259280

C'est pas la peine de pédaler comme des malades, l'arrivée est derrière vous.

[invite13769827]

On pensait qu'un systeme infrarouge pourrait détecter cela... Mais si on se base sur un seul pilote sur la piste?
Justement pour le système infrarouge nous ne savions pas lequel, nous pensons aller voir un spécialiste prochainement

[invite13769827]

Merci beaucoup pour votre réponse ! Si l'enregistrement du parcours par GPS n'est pas réalisable, pensez-vous qu'il serait possible de compter le nombre de tour de roues dans telle ou telle direction? En effet le GPS a une approximation de 5 mètres...

[invite13769827]

A quelle distance se trouve le premier coureur et surtout: Qui est le premier coureur.

C'est impossible à dire en regardant l'image.

Comment est-ce qu'un système infra-rouge pourrait y parvenir?

Et surtout: quel type de système infrarouge?

On pensait qu'un systeme infrarouge pourrait détecter cela... Mais si on se base sur un seul pilote sur la piste?
Justement pour le système infrarouge nous ne savions pas lequel, nous pensons aller voir un spécialiste prochainement

[inviteede7e2b6]

l'IR seul ne peut donner une info de distance.

seul un radar à écho (et non Doppler) est valable pour cette fonction.

avant de se plonger dans la technique , il est important de cadrer le
contexte physique du projet

[invite13769827]

Première question:
Quel est la précision d'un GPS ?

Deuxième question:
Le véhicule est-il capable de rouler sur un terrain accidenté ?

Troisième question:
Récupérer une ancienne voiture: de quel genre ?

Quatrième question:
Avez vous accès à du matériel militaire ?

Le GPS a une précision de 5 mètres environ
La voiture que nous utiliserons pour le prototype ne roule pas forcément sur terrain accidenté, mais ce n'est pas le but, par contre celle que nous modéliserons pourra le faire. La voiture que nous avons ressemble à celle en pièce jointe et sera utilisée uniquement pour des tests sur une piste d'athlétisme en macadam d'exterieur.
Qu'entendez-vous par matériel militaire?

[invite13769827]

l'IR seul ne peut donner une info de distance.

seul un radar à écho (et non Doppler) est valable pour cette fonction.

avant de se plonger dans la technique , il est important de cadrer le
contexte physique du projet

L'IR ne fonctionne pas? Et que pensez-vous d'un émetteur à ultra sons sur le coureur et un micro sur la voiture, qui détecterait le retard de l'onde et en déduirait la distance?

[Yvan_Delaserge]

Avec un système GPS qui a une précision de + ou - 5 mètres, il faudra vraiment que la route soit large!

ça exclut donc une piste de BMX!

De plus: Mettons qu'un BMX roule à 15 Km/h. A 15 Km/h, on franchit 4 mètres par seconde. Il faut savoir quel est le délai de rafraîchissement de la position par GPS. S'il est de l'ordre de la demi-seconde, ça fait une incertitude supplémentaire de + ou - 2 mètres.

Pour la mesure de la distance:

Puisqu'il est envisageable (cf ton dernier message) de munir chaque BMX d'un appareil permettant de connaître la distance à la voiture télécommandée, je pense que le plus efficace serait un système à transpondeur:
1) Un émetteur sur la voiture émet une impulsion avec une faible directivité.
2) Le transpondeur la reçoit et la renvoie vers la voiture.
3) Un circuit embarqué sur la voiture mesure le temps écoulé entre l'émission de l'impulsion et sa réception.

Comme la distance entre le BMX et la voiture sera de quelques mètres, cela ne sera pas réalisable en utilisant uniquement de l'infrarouge, ni du laser, ni de la radio, car le temps de propagation sera trop court et donc difficile à mesurer. Il faut qu'au moins l'un des trajets (aller ou retour) se fasse en acoustique (ultrason). ça multipliera le temps à mesurer par un million, ce qui sera quand même plus facilement réalisable.

[inviteede7e2b6]

L'IR ne fonctionne pas? Et que pensez-vous d'un émetteur à ultra sons sur le coureur et un micro sur la voiture, qui détecterait le retard de l'onde et en déduirait la distance?

comment la référence temporelle sera elle transmise au récepteur , pour qu'il puisse mesurer le décalage ?

encore une fois , il y a de grosses lacunes physiques dans ton raisonnement

[invite13769827]

Pardon, l'émetteur sur la voiture bien sur, et le récepteur aussi, afin de calcul le retard de l'onde ultra sonore. Seulement je ne sais pas comment faire pour amplifier la réflexion de l'onde sur le pilote ( c'est-à-dire que l'onde qui va être réfléchie sera d'amplitude très limitée, il faudrait augmenter cette amplitude je pense
A vrai dire nous n'avions absolument pas réfléchi à cette solution là, nous pensions vraiment à l'IR, d'où les erreurs, désolé !

[invite13769827]

Avec un système GPS qui a une précision de + ou - 5 mètres, il faudra vraiment que la route soit large!

ça exclut donc une piste de BMX!

De plus: Mettons qu'un BMX roule à 15 Km/h. A 15 Km/h, on franchit 4 mètres par seconde. Il faut savoir quel est le délai de rafraîchissement de la position par GPS. S'il est de l'ordre de la demi-seconde, ça fait une incertitude supplémentaire de + ou - 2 mètres.

Pour la mesure de la distance:

Puisqu'il est envisageable (cf ton dernier message) de munir chaque BMX d'un appareil permettant de connaître la distance à la voiture télécommandée, je pense que le plus efficace serait un système à transpondeur:
1) Un émetteur sur la voiture émet une impulsion avec une faible directivité.
2) Le transpondeur la reçoit et la renvoie vers la voiture.
3) Un circuit embarqué sur la voiture mesure le temps écoulé entre l'émission de l'impulsion et sa réception.

Comme la distance entre le BMX et la voiture sera de quelques mètres, cela ne sera pas réalisable en utilisant uniquement de l'infrarouge, ni du laser, ni de la radio, car le temps de propagation sera trop court et donc difficile à mesurer. Il faut qu'au moins l'un des trajets (aller ou retour) se fasse en acoustique (ultrason). ça multipliera le temps à mesurer par un million, ce qui sera quand même plus facilement réalisable.

Oui, ca va nous pousser vers une autre solution que le GPS... car le CdCF précise que le système conçu sert au BMX, donc on ne peut pas exclure le BMX, mais plutôt la solution proposée : le signal GPS, qui est trop approximatif.

Il faut donc une onde mécanique pour avoir une plus haute précision?
Peut-on faire l'aller retour en ultrason en intégrant un transpondeur sur le pilote filmé?

Un grand merci pour vos réponses !

[inviteede7e2b6]

ce genre de télémètre US existe , inutile de réinventer la roue :

http://www.lextronic.fr/P1763-teleme...son-srf05.html

[Yvan_Delaserge]

Il faut donc une onde mécanique pour avoir une plus haute précision?
Peut-on faire l'aller retour en ultrason en intégrant un transpondeur sur le pilote filmé?

Le problème qui risque de se poser est un effet Larsen au niveau du transpondeur, puisqu'il doit recevoir un signal audio et le réémettre en même temps.
Avec un système mixte: aller en IR ou en radio et retour en ultrason (ou l'inverse), on évite cet écueil.

Un simple télémètre US ne conviendrait pas, car les mesures pourraient être faussées par les objets environnants. Par contre un transpondeur mixte (US et radio par exemple) serait plus fiable. Quant à l'IR, il peut être perturbé par le soleil, ça me semble moins bien.

[invite13769827]

Le problème qui risque de se poser est un effet Larsen au niveau du transpondeur, puisqu'il doit recevoir un signal audio et le réémettre en même temps.
Avec un système mixte: aller en IR ou en radio et retour en ultrason (ou l'inverse), on évite cet écueil.

Un simple télémètre US ne conviendrait pas, car les mesures pourraient être faussées par les objets environnants. Par contre un transpondeur mixte (US et radio par exemple) serait plus fiable. Quant à l'IR, il peut être perturbé par le soleil, ça me semble moins bien.

Quelle est alors la différence entre un télémètre et un transpondeur, à part que celui-ci est mixte? Et où peut-on trouver un tel transpondeur svp?
Encore merci pour vos réponses PIXEL et Yvan_Delaserge !

[Yvan_Delaserge]

Un tel transpondeur ne se trouve pas tout fait. Il faudra le construire, éventuellement en utilisant les transducteurs d'un télémètre US.

[invite13769827]

Je vois... On va essayer ca avec le prof de physique, merci pour l'idée !
Quant à l'enregistrement du parcours, avez-vous aussi une idée lumineuse pour remplacer le GPS?

[Yvan_Delaserge]

Une solution serait d'avoir une ligne qu'il faudrait tracer au milieu de la piste avec, sur la voiture, un système de suivi de ligne.

Il doit y avoir pas mal de renseignements intéressants à tirer des forums de robotique amateur, parce que le suivi de ligne est un thème habituel des compétitions de robots amateurs.

L'inconvénient est qu'il faudra tracer une ligne sur la piste BMX. Mais pas forcément avec de la peinture!

Au lieu de tracer une ligne, on pourrait coller au milieu de la piste une bande adhésive du même type que celles qui sont utilisées pour les chantiers sur les routes. On aurait ainsi quelque chose d'assez solide, si ça résiste au passage des voitures et des camions, ça résistera au passage des BMX. Pour les premiers essais sur une piste de stade, les lignes sont même déjà tracées!

Comme il s'agirait de suivre un parcours connu d'avance, on pourrait encore augmenter la fiabilité en insérant sur la ligne par exemple des codes-barres que la voiture lirait au passage et qui lui diraient où elle se trouve avec un maximum d'exactitude. Par exemple juste avant un virage en épingle, difficile à prendre à pleine vitesse.

Après, il faudra aussi penser à un moyen de stabiliser la caméra. Autrement ça va pas mal bouger et l'image va être inexploitable. Prévoir éventuellement une plate-forme à 2 axes et une stabilisation par gyroscopes? A voir...


Bon courage!

Amicalement,

Yvan