مشروع المركبة ذاتية القيادة وتتبع المسار

سياق المشروع والإشكالية المطروحة

تعتبر المركبات الموجهة آلياً (AGVs) العمود الفقري للوجستيات الحديثة والمصانع الذكية، حيث تقوم بنقل المواد بدقة دون تدخل بشري. يعالج هذا المشروع إشكالية التوجيه الذاتي (Autonomous Navigation) من خلال تصميم مركبة قادرة على تتبع مسار محدد مسبقاً بدقة عالية، وتصحيح انحرافاتها في الوقت الفعلي، مما يبرز دور الذكاء الملاحي في تبسيط وتأمين عمليات النقل الصناعي.

المكونات التقنية والتصميم الهندسي

لتحقيق تتبع دقيق للمسار، تم الاعتماد على بنية ميكانيكية قوية ونظام استشعار سريع الاستجابة:

• الهيكل وأنظمة الحركة (4WD): هيكل متين مزود بأربع عجلات قيادة متصلة بأربعة محركات تيار مستمر (DC Motors) لضمان ثبات عالي وقوة جر تناسب مختلف الأسطح.
• نظام الاستشعار البصري: حساسات الأشعة تحت الحمراء (IR Line Tracking Sensors) مثبتة في مقدمة المركبة لقراءة التباين اللوني بين المسار (الخط الأسود) والخلفية (السطح الأبيض).
• وحدة التحكم وتوجيه الطاقة: بطاقة “الأردوينو” (Arduino) كعقل مركزي، متصلة بوحدة تحكم في المحركات (Motor Driver) لتوزيع الطاقة والتحكم في سرعة واتجاه كل عجلة على حدة.

الإنجاز وطريقة العمل (المنهجية)

يعتمد النظام على خوارزمية تحكم مستمرة (Feedback Loop) للحفاظ على المسار:

1. القراءة المستمرة: ترسل حساسات الـ IR أشعة تحت حمراء؛ تنعكس الأشعة عند اصطدامها باللون الأبيض، وتمتص عند اصطدامها باللون الأسود، مما يحدد موقع المسار.
2. تحليل البيانات: تستقبل وحدة التحكم هذه القراءات في أجزاء من الثانية.
3. تعديل الحركة (الذكاء الملاحي):
   • إذا كان الروبوت في المنتصف، تستمر المحركات الأربعة بالدوران للأمام.
   • إذا انحرف يميناً، يتم إبطاء أو إيقاف عجلات الجهة اليسرى ليعود إلى المسار، والعكس صحيح.

الارتباط بأهداف التنمية المستدامة (SDGs)

يدعم هذا المشروع أهداف التنمية المستدامة من خلال:

• الصناعة والابتكار والهياكل الأساسية (الهدف 9): تقديم نموذج مصغر لتقنيات الأتمتة التي ترفع من كفاءة المصانع وتقلل من الحوادث اللوجستية.

فريق العمل وتوزيع المهام

تم إنجاز هذا المشروع بتعاون تقني متكامل لضمان التوافق بين ميكانيكا المركبة وخوارزمية التتبع:

• هندسة الرؤية والذكاء الملاحي: تكفل بها التلميذ لقمان العدوتي، حيث ركز على برمجة حساسات الأشعة تحت الحمراء وتطوير خوارزمية التحكم لضمان بقاء المركبة على المسار دون انحراف.
• هندسة الحركة وتتبع المسار: تكفل بها التلميذ محمد امين الصفياتي، واهتم بتجميع هيكل (4WD)، وتوصيل المحركات بوحدة القيادة، وبرمجة استجابة العجلات لضمان حركة سلسة ودورانات دقيقة.