Examen de CM4 XGO Lite – Un chien robot intelligent basé sur Raspberry Pi CM4 avec un bras robotique

Examen de CM4 XGO Lite - Un chien robot intelligent basé sur Raspberry Pi CM4 avec un bras robotique

Le CM4 XGO Lite est un chien robot intelligent basé sur le système sur module Raspberry Pi CM4 et conçu pour apprendre à programmer en utilisant Blockly, Python et ROS. Ce robot à quatre pattes comporte également un bras de robot à 3 articulations et une pince de robot installée à l’arrière qui peut ramasser des objets légers.

Le module Raspberry Pi CM4 pilote l’écran LCD et la caméra et effectue le traitement de l’IA et de la vision par ordinateur, tandis que chaque articulation est contrôlée par un servomoteur et qu’un capteur d’inclinaison à 6 axes assure une marche et un mouvement stables.

Examen du robot XGO CM4 Lite Raspberry Pi

Nous avons déjà discuté des capacités du CM4 XGO Lite, alias XGO Lite 2, lors de son annonce plus tôt cette année, nous n’allons donc pas entrer dans les détails ici, mais certains des points forts incluent la prise en charge d’un edge computing IA plus rapide. des applications telles que la détection des visages et la classification des objets, le mouvement omnidirectionnel, le contrôle de la posture en six dimensions, la stabilité de la posture et les démarches à mouvements multiples.

Composants du robot

La structure principale du chien robot CM4 XGO-Lite est en alliage d’aluminium avec le capot avant, le capot arrière et le capot inférieur. Chaque jambe utilise 3 servos : les articulations du coude, de l’épaule et de la hanche avec les servomoteurs des trois articulations fixés aux parties structurelles en aluminium de la structure. Il y a un couvercle monté à l’avant du robot pour le module AI alimenté par Raspberry Pi CM4 qui est connecté à la carte de lecteur principale basée sur ESP32 via une interface série. Un interrupteur marche/arrêt lumineux se trouve sur le capot arrière du robot et peut être utilisé pour éteindre le robot environ 3 à 4 secondes après avoir été enfoncé. Le CM4 XGO Lite est alimenté par deux batteries 18650 (2 500 mAh) montées à l’intérieur du robot.

Composants Robo XGO CM4 Raspberry Pi

Le module AI est composé d’un module Raspberry Pi CM4, d’un écran IPS de 2,0 pouces, d’une caméra 5MP, d’une interface de sortie vidéo micro HDMI, d’un haut-parleur intégré, d’un microphone intégré et de quatre touches programmables. Il existe également un emplacement pour carte microSD pour le stockage, un port USB-C pour la programmation et un connecteur à 4 broches pour la communication série et l’alimentation.

Déballage du chien robot CM4 XGO Lite

Le chien robot CM4 XGO Lite est livré dans un boîtier en aluminium avec une poignée pour une portabilité facile et la mousse à l’intérieur est découpée à la forme du robot afin que l’équipement interne ne soit pas endommagé pendant le transport.

Kit Robot XGO CM4 Mallette de transport en aluminium

Contenu du coffret:

  • Le kit chien robot CM4 XGO Lite
  • Un chargeur de batterie
  • Un câble HDMI vers Micro HDMI
  • Un type-Chub USB
  • Un ensemble de boules colorées et de cubes colorés
  • Quelques tournevis et un jeu de vis
  • Un manuel d’utilisation

Spécifications et caractéristiques du servomoteur

Servomoteur XGO CM4 Raspberry Pi

Le chien robot CM4 XGO Lite s’appuie sur des servos à engrenages métalliques qui consomment une alimentation de 4,8 à 7,4 V et offrent un couple de 2,3 kg. Les servos sont connectés via un connecteur série TTL et peuvent pivoter de 300 degrés pour faire bouger le robot avec précision. Les mêmes servos sont utilisés dans les jambes et le bras robotique.

Spécifications des servos :

  • Couple de sortie : 2,3 kg/cm
  • Vitesse – 0,1 s/60°
  • Tension de fonctionnement – ​​4,8 V à 7,4 V
  • Plage de température – -20°C à +60°C
  • Plage d’angles : 0-300°
  • Poids : 13 ± 1 g
  • Type de moteur – Noyau de fer

Piloter le robot CM4 XGO Lite avec un smartphone

Contrôle des applications mobiles CM4 XGO Lite

Le chien robot peut être contrôlé via l’application mobile XGOBOT disponible pour Android et iOS.

Après avoir allumé le robot, le menu ci-dessous devrait s’afficher. Appuyez sur le bouton A ou le bouton B pour sélectionner le mode RC et le bouton D pour accéder au mode télécommande.

Mode RC du robot Raspberry Pi CM4

L’écran affichera alors l’adresse IP du robot CM4 XGO.

Adresse IP du CM4 XGO Lite

Nous pouvons maintenant démarrer l’application mobile XGOBOT et saisir l’adresse IP pour se connecter au robot.

Adresse de contrôle de l'application XGOBOT

Si tout fonctionne, l’écran du robot affichera « Connecté » pour confirmer que notre téléphone mobile est maintenant prêt à contrôler le robot. En cas d’échec, essayez de redémarrer le robot et/ou l’application mobile.

Mode RC CM4 XGO Lite connecté

Après cela, nous pouvons accéder à l’interface utilisateur pour contrôler le robot via le smartphone.

Mode performance de l'application XGOBOT et mode de contrôle radio

Le mode Performance fournit un ensemble de commandes pour modifier la posture du robot. Il existe jusqu’à 20 postures telles que Stan debout, Assis, Se retourner, Poignée de main, etc… Cela rend le jeu avec le chien robot CM4 XGO Lite amusant sans avoir à faire de programmation.

Mode de performances du robot XGO CM4

Le mode de commande radio (mode mouvement) est un mode de marche ou de trot dans lequel l’utilisateur peut définir la direction (avant, arrière, tourner à gauche, tourner à droite) du chien robot CM4 XGO Lite, contrôler son bras robotique avec trois postures différentes, et visualisez la sortie de la caméra en temps réel.

XGO CM4 Raspberry Pi CM4 Robot chien radiocommandé Mode mouvement

Le mode mouvement dispose également de paramètres supplémentaires pour ajuster la hauteur, la longueur des pas et la vitesse de mouvement. Il y a aussi une bascule pour activer/désactiver « Auto stable ».

Mode de réglage de la radiocommande

Le mode de contrôle radio (mode Pose) permet à l’utilisateur de contrôler le mouvement du robot CN4 XGO Lite sur six axes, à savoir X, Y, Z, Roll, Pitch et Yaw.

Mode pose de la radiocommande CM4 XGO Lite

Mode « Essayer Démo » sur le robot CM4 XGO Lite

En plus d’utiliser un téléphone ou un ordinateur pour contrôler le robot, nous pouvons également accéder au mode « Try Demo » pour contrôler le robot avec les touches A, B, C et D du module AI. Pour accéder à ce mode, sélectionnez-le et appuyez sur D.

Robot CM4 XGO Lite Essayez le mode démo

Cela nous donnera accès à 24 exemples de programmes robotiques liés à l’IA avec des démos pour la détection de visages, la détection d’objets, la détection de couleurs, etc. Nous pouvons donc jouer avec des programmes d’IA sans avoir à écrire de code.

Applications d'IA pour chien robot CM4 XGO Lite

Vérifions chacun des exemples d’IA dans cette test :

Spectacle – Le chien robot CM4 XGO Lite courra et chantera.

Enseigner – L’utilisateur peut apprendre les gestes de la main au chien robot et les enregistrer un par un avec le bouton D. Cela montre comment un humain peut apprendre de nouveaux gestes au chien robot.

Trafic – Reconnaissance des feux de circulation

QRCode – Lire un code QR

AgeSex – Identification femme/homme et estimation de l’âge. Si le robot détecte un homme, il aboiera mais murmurera si une femme est détectée à la place. Ce modèle d’IA est un peu lent sur le Raspberry Pi CM4, mais fonctionne.

Programmes d'IA du robot XGO CM4 Raspberry Pi

Masque – Le chien robot CM4 XGO Lite peut détecter les visages humains et ajouter un masque virtuel au visage. Il peut également suivre le visage sous différents angles lorsque le sujet le déplace. Les valeurs Pitch, Roll et Yaw sont également affichées à l’écran.

Mode masque de démonstration CM4 XGO Lite

FaceTrack – Le chien robot CM4 XGO Lite implémente également une démo de suivi du visage qui fonctionne en temps réel, ou presque.

Démo du chien robot Raspberry Pi CM4 Mode FaceTrack

Segment – ​​La démo supprime l’arrière-plan de la sortie de la caméra affichée sur l’écran LCD, ne laissant que le sujet humain.

Segmentation du Raspberry Pi CM4

Main – Ceci détecte les gestes de la main et affiche des messages sur l’écran LCD pendant que le robot change de posture si un geste de la main spécifique est détecté.

CM4 XGO Lite Gestes de la main

Pose – Cela détecte les gestes et les points clés du corps humain, le robot se déplaçant en fonction de la pose détectée.

Démo Pose du robot Raspberry Pi CM4 XGO Lite

Émotion – Le chien robot CM4 XGO Lite peut ressentir diverses émotions telles que le bonheur, la tristesse et la colère et afficher le résultat sur l’écran. Notez que dans ce mode, le Raspberry Pi CM4 doit traiter une grande quantité de données et le système peut sembler lent.

Détection d'émotion Raspberry Pi CM4

Couleur – Le robot peut détecter la couleur d’un bloc et afficher les coordonnées X et Y sur l’écran LCD. Le robot se déplacera également d’une certaine manière en fonction de la couleur détectée. Trois couleurs peuvent être détectées : rouge, vert et bleu.

Détection de couleur de chien robot Raspberry Pi

Balle – Comme ci-dessus mais avec des objets arrondis.

Yolo – Détection d’objets à l’aide du modèle Yolo AI pour détecter plus de 20 types d’objets et afficher les résultats sur l’écran avec la confiance en pourcentage.

Démo CM4 XGO Lite Yolo

Mode programme

Le mode programmation permet de programmer avec l’éditeur visuel Blockly ou le langage Python. Sélectionnez le menu « Programme » en appuyant sur le bouton A ou B puis sur le bouton D (OK) pour entrer dans le mode programmation. À ce stade, l’écran LCD affichera automatiquement l’adresse IP du chien robot CM4 XGO Lite.

Mode programme de chien robot XGO Raspberry Pi CM4

Téléchargez ensuite le navigateur Firefox (les autres navigateurs Web ne fonctionneront pas) et connectez votre ordinateur au même réseau que le chien robot CM4 XGO. Accédez ensuite à la page Web XGO Blockly, sélectionnez le mode de programmation XGO-CM4…

XGO en bloc

…et entrez l’adresse IP du robot lorsque vous y êtes invité.

Adresse IP du robot CM4 XGO en bloc

Le navigateur devrait maintenant afficher l’interface de programmation Blockly avec un ensemble d’instructions/blocs pour la programmation de base afin de contrôler le mouvement des différentes parties du robot, y compris la programmation de l’IA.

Lorsque nous avons testé la programmation avec le chien robot CM4 XGO Lite, nous avons utilisé des aboiements de chien et inséré divers gestes. Une fois la programmation terminée, cliquez simplement sur « RUN » et les commandes seront envoyées au robot en réseau. Vous pouvez voir un exemple de son fonctionnement dans la vidéo ci-dessous.

Programmation XGO Blockly

En ce qui concerne la programmation Python, vous pouvez soit convertir les commandes de Blockly en Python, soit écrire du code à partir de zéro. Vous devez d’abord importer XGOEDU et importer XGO pour exécuter le module de commande de contrôle du robot.

En mode Python, aucune aide ou jeu de commandes n’est affiché dans l’interface Web, les développeurs devraient donc étudier l’API dans le wiki.

Programmation XGO Blocky Python

Test vidéo du chien robot CM4 XGO Lite

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Conclusion

Le chien robot CM4 XGO Lite convient aux amateurs, aux élèves et aux étudiants intéressés par la robotique et souhaitant développer des programmes pour les robots à 4 pattes. La trousse peut être utilisée dans les salles de classe du niveau secondaire jusqu’au niveau universitaire.

Le chien robot CM4 XGO Lite se déplace de manière réaliste et affiche les expressions et les sentiments sur l’écran LCD. C’est un chien qui apporte à la fois connaissance et plaisir tout en apprenant. C’est aussi mignon, ce qui le rend potentiellement plus attrayant pour les étudiants.

La programmation peut être très simple avec la programmation Blockly et Python avec des fonctions permettant de définir l’angle d’articulation selon les besoins. Le chien robot CM4 XGO Lite peut aider les élèves à mieux comprendre la technologie derrière les mécanismes utilisés dans le robot, notamment les jambes et le bras mécanique, et à acquérir des connaissances sur la communication électronique et sans fil, ainsi que sur la vision par ordinateur et l’intelligence artificielle (IA).

Il existe de nombreux exemples de programmes d’intelligence artificielle tels que la détection de cache, la détection de couleurs, la détection d’objets, la détection de couleurs, la détection de mains et les gestes. Il existe également des modèles tels que Yolo à l’intérieur du robot, qui peuvent analyser jusqu’à 20 types d’objets et reconnaître les voix humaines, et il est également possible d’utiliser ce modèle pour programmer le robot pour effectuer diverses tâches.

Nous tenons à remercier ELECFREAKS de nous avoir envoyé le kit chien robot CM4 XGO Lite pour examen. Le robot peut être acheté pour 599 $ sur Amazon ou sur la boutique ELECFREAKS.

CNXSoft : Cette test est une traduction de l’article original sur Raspberryme Software Thaïlande par Kajornsak Janjam et édité par Suthinee Kerdkaew.

Retrouvez l’histoire de Raspberry Pi dans cette vidéo :

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