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Abstract of all my projects!

Tue, 11 Oct 2022 00:00:00 +0000

Projects

HoloCubic AIO A multifunctional transparent display desktop station, you can use it as your personal terminal.

In April 2022, I saw zhi Huijun’s open source project HoloCubic by chance, and completed it with the open source firmware HoloCubic_AIO on this basis. I hope to use it to achieve more interesting functions.

My work：

A variety of apps, built-in weather, clock, photo albums, special effects animation, video playback, computer screen, Web Settings and so on.
Provides web interface for network configuration and other Settings.

The hardware scheme of the project is based on ESP32PICO-D4, a very practical SiP chip, the whole board area is the size of a coin; Software based on LVGL-GUI library, transplanted ST7789 1.3-inch 240x240 resolution screen display driver, at the same time, MPU6050 as the input device, through induction to simulate the encoder key value.

OceanTech fish

A biomimetic fish with three unwave fins. We expect it to be used as a water amphibious biomimetic robot in hydrology monitoring, pipeline exploration and other fields.

In May 2021, As a member of the electronic control group, I participated in the Innovation Challenge of 2021 National College Students OceanTech Competition and won one national second prize. In August 2021, we participated in the 10th National Ocean Vehicle Design and Production Competition. Won one national second prize.

My work：

As a member of the electronic control group, I was mainly responsible for dynamic programming of undulating fin and optimization of communication module, including:

A separate steering gear is used to control the movement of each fin bar, so that the robot’s fin can generate different waveforms to achieve different motion posture.
Ensure that the data collected by the camera can be effectively transmitted to the client.

Click here for a video of our early demo.

RoboCup-MSL

A wheeled football robot, we expect to use it to achieve multi-robot collaborative football competition. At the same time, it can also serve as a training partner for young people.

In May 2021, I participated in the RoboCup Medium group competition as a member of the electronic control team. At the same time, we won the Technology Innovation award of China Competition. In October 2021, we participated in the National Robot Championship and won 5 national first prizes. In December 2021, we participated in China Robot and Artificial Intelligence Competition and won one national first prize.

My work：

As the head of the electronic control group, I am responsible for the development of all the electronic control systems of the robot, including：

The hardware circuit of uniformly distributed omnidirectional wheel motion control is designed, and the stable motion of robot chassis is realized through CAN bus control, PID algorithm and six-axis IMU.
The self-adaptive ball holding device can calculate the speed of the ball holding motor in combination with the wheel speed of the site and the Angle of the ball holding motor when holding the ball, so as to realize “where the car goes, the ball rolls”.
Electromagnetic ejection system, single board digital circuit, realize the control of the robot hitting system.
The communication protocol of the upper and lower computers

Click here for an introduction video of my work.

SunnyLand

A roguelike style game, you can use it through level adventures, Boss battles, and even multiplayer online confrontation.

In December 2020, MY friend and I finished it together in an assignment for a course.

My work：

Part of the game logic code writing. After deciding on the functions and properties of the characters and props, I was involved in writing and debugging some of the logic.
Designing plots and paths and drawing maps. I designed the entire game’s plot and the route, and players can keep trying to find one or two possible routes and some game eggs that I left out.
Some gadgets are written, such as item properties, blood box display and other widgets.

The game engine is Unity3D, the programming language is C#, the art resources of the main characters and scenes come from the resource pack of Unity store, the level Map uses Tiled Map Editor, the code uses MVC framework, and the game character movement control uses FSM state machine.

Awards

May 2021, Technical Innovation Award of roboCup China

October 2021, First prize 5VS5 of the 23rd National Robot Championship Semi-autonomous Robot Football Match

October 2021, First prize of the 23rd National Robot Championship Autonomous Navigation Trackless obstacle Avoidance Path Planning Competition

December 2021, First prize of the 23rd China Robot and Artificial Intelligence Competition National Finals

August 2021, Second prize of the 10th National Ocean Vehicle Design and Production Competition “Three Unwave fin amphibious bionic Vehicle”

November 2021, Third prize in the fourth National College Students Embedded Chip and System Design Competition

HoloCubic AIO

Mon, 16 May 2022 12:06:40 +0800

HoloCubic–多功能透明显示屏桌面站

HoloCubic是一款多功能透明显示屏桌面站，你可以使用它作为你的个人终端。

2022年4月，我复现了稚晖君的开源项目HoloCubic, 并在此基础上结合开源固件HoloCubic_AIO添加了很多有意思的功能.

该项目的硬件方案基于ESP32PICO-D4，一个很实用的SiP芯片，整板面积做到一个硬币大小；软件方面基于lvgl-GUI库，移植了ST7789 1.3寸240x240分辨率屏幕的显示驱动，同时将MPU6050作为输入设备，通过感应的方式模拟编码器键值。

主要特点

1.聚合多种APP，内置天气、时钟、相册、特效动画、视频播放、电脑投屏、web设置等等。（各APP具体使用参考说明书）

2.开机无论是否插接tf卡、mpu6050是否焊接正常、是否连接wifi（一定要2.4G的wifi），都不影响系统启动。

3.程序相对模块化，低耦合。

4.提供web界面进行配网以及其他设置选项。注：具体操作参考APP介绍

5.提供web端连入除了支持ip访问，也支持域名直接访问 http://holocubic （部分浏览器可能支持不好）

6.提供web端的文件上传到SD卡（包括删除），无需拔插SD来更新图片。提供全套上位机软件，并开源上位机源码。

OceanTech Fish

Mon, 16 May 2022 12:06:40 +0800

简介

OceanTech fish是一款三波动鳍仿生鱼，我们期望它能作为水路两栖仿生机器人，应用于水文监测，管道探查等领域。

2021年5月，我作为电控组的成员参与了2021全国大学生OceanTech竞赛创新挑战赛，获得国家级二等奖1项。2021年8月，我们参加了第十届全国海洋航行器设计与制作大赛。获得国家级二等奖1项。

作为电控组成员，我主要负责波动鳍的动力学编程、以及通信模块的优化，它包括：

使用单独的舵机控制每个鳍条的运动，使机器人的鳍片产生不同的波形、以实现不同的运动姿态。
保证摄像头采集到的数据可以有效传输给客户端。

点击这里有我们早期演示的视频。

技术细节

运动控制： 采用单独的舵机控制每个鳍条的运动：分别控制鳍条的运动使展现不同的运动姿态

驱动方案： 使用STM32H7芯片，通过算法使STM32H7芯片在接收到九轴传感器数据后、对水下机器人进行运动学正解解算与分析，使用RS232协议将期望轨迹发送给舵机PWM信号发生板，最后PWM信号发生板通过改变占空比使舵机以规定速度拉动刚性鳍条运动，从而使鳍面成为预期形状并产生稳定推力；

姿态控制： 通过改变机器人内部丝杆滑块位置实现自稳定。舵机内控制板通过编码器对舵机进行调整，以实现整个系统的闭环控制。

数据传输： 基于5.8G的无线电信号被我们用作图传与远程通讯用途，我们能以此远程得到无人机正前方视场角130°的图像、通过传回数据对水下无人机进行远程参数调整与控制。

舵机simulink仿真

Matlab/Simulink提供了基本的功能模块。在Matlab中运行Simulink，根据系统结构图，在不考虑负载力矩M的影响下，代入相应参数后得到仿真实例。

CFD方法-波动鳍周围速度场模拟仿真

航行器两侧水流速度较快, 前端和后端水流速度较慢。在波动鳍运动的过程中会有涡产生，该涡分布于波动鳍面的周围并呈现反出卡门涡街的形式，这种形式的涡会形成一股中央射流，而射流是产生推进力重要的来源和标志。

手机客户端

使用快速开发工具blynk、开发波动鳍控制器手机APP，它可以实现对航行器的方向、速度、深度的实时监测与状态控制；当发生紧急情况时，系统会及时报警、紧急关闭。

奖项

依托此平台，我与我的团队成员斩获国家级二等奖两项

2021全国大学生OceanTech竞赛创新挑战赛二等奖 2021.05

第十届全国海洋航行器设计与制作大赛《三波动鳍两栖仿生航行器》二等奖 2021.08

图片

RoboCup-MSL

Mon, 16 May 2022 12:06:40 +0800

简介

RoboCup-MSL是一款轮式足球机器人，我们期望使用它实现多机器人协同足球对抗赛，它也可以作为年轻人的足球陪练伙伴。

2021年5月，我作为电控组的成员参与了 RoboCup 中型组竞赛。同时，我们赢得了中国赛的技术创新奖。2021年10月，我们参加了全国机器人锦标赛，获得国家级一等奖5项。2021年12月，我们参加了中国机器人及人工智能大赛，获得国家级一等奖1项。

作为电控组负责人，我负责研发机器人的全部电控系统，它包括：

设计均布式全向轮运动控制的硬件电路，通过CAN总线控制、PID算法、六轴IMU实现机器人底盘稳定运动。
自适应持球装置，持球时，结合地盘轮速与持球电机角度，解算持球电机的转速，以实现“车朝哪走，球向哪滚”。
电磁弹射系统，单板数字电路，实现对机器人击球系统的控制。
上下位机的通信协议

点击这里有我具体工作的介绍视频。

技术细节

下文中，我将从机械结构和硬件电控两个部分去介绍此项目的具体细节

机械部分：

地盘部分采用互成90°角均布的四个全向轮作为机器人的运动部件，整个移动平台的材料全部采用不锈钢钣和铝合金面板。

持球部分使用3508减速电机与摩擦轮作为我们的带球装置，电机与摩擦轮之间采用锥齿轮传动，两侧的主动持球装置成八字放置，持球系统侧板安装有角度传感器，检测不同的持球状态。

击球部分为了实现平射与挑射，我们采用舵机控制舵盘连接块旋转，带动一级铝柱，活动轴，二级铝柱，击球连接块，使舵机的小角度转动，实现击球杆的升降。击球模块以两块钣金作为主体结构，中间用铝柱连接，采用方形插孔的设计安装电路板与电磁弹射支架。

硬件部分：

主控系统采用了stm32F407IGH6TR作为主控芯片，基于大疆RoboMaster开发板C型作为下位机主控系统，支持宽电压输入，集成专用的扩展接口，通信接口以及高精度的IMU传感器。

我在写核心代码时，参考了大疆 **RoboMaster2020 自组版开源步兵**，利用stm32cubemx进行基础配置，采用freertos实时操作系统进行线程管理。系统大致分为以下几个线程: 设备校准，地盘任务，监测设备，imu任务，led闪烁，OLED显示，电池电压检测，舵机控制，持球任务，角度传感器采集任务，电磁弹射任务，以及用于通信的USB发送，接收，解包任务。

电磁弹射部分以stm32f1系列芯片作为控制单元，控制电容的充电，放电，以及电磁线圈的导通，发射。

三层板设计，底部的电容版用于并联8个450V陶瓷电容，中间的主控板用于放置stm32f1，继电器，可控硅等控制部件，上层板放置升压板和水泥电阻，板层之间通过铜柱导电。

持球状态采集部分，我绘制了一块ADC采集板，它在采集到角度传感器的信息后，通过串口给C板发送角度信息。

开源&奖项

依托此平台, 我和我的团队成员斩获多枚国家级奖项, 这里是电控系统开源链接

2021RoboCup机器人世界杯中国赛技术创新奖 2021.05

第二十三届全国机器人锦标赛半自主机器人足球赛5vs5一等奖 2021.10

第二十三届全国机器人锦标赛自主导航无轨避障路径规划赛一等奖 2021.10

第二十三届中国机器人及人工智能大赛全国总决赛一等奖 2021.12

第四届全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛全国总决赛三等奖 2021.11

图片

SunnyLand

Mon, 16 May 2022 12:06:40 +0800

简介

SunnyLand是一款roguelike风格游戏，完成于2020.12。

你可以使用它闯关冒险，Boss对战，甚至多人联机对抗。

游戏引擎为Unity3D，编程语言为C#，主要角色和场景的美术资源来自Unity商店的资源包，关卡地图使用了Tiled Map Editor，代码方面使用了mvc框架，游戏角色运动控制使用了fsm状态机。由于年代过于久远，再加上工程文件体积过于庞大，故在写这篇博客的2022.05，很多资料已经不可考，故这里没有放开源链接与演示视频