Планирование траектории движения робота реферат
Обновлено: 05.07.2024
В настоящее время широкое распространение среди студентов получили международные соревнования роботов. Разработано значительное число вариантов проведения робототехнических соревнований, в которых состязаются различные типы роботов с различными целевыми функциями [1].
Основной целью проведения соревнований является определение наиболее эффективного робота, который способен, согласно регламенту, победить своих соперников. На уровне планирования движения робота предполагаются известными: цель движения, наличие различных датчиков внешней среды и описание полигона — пункты обхода и возможные препятствия. Для построения наилучшей траектории движения используются различные интуитивные алгоритмы действий.
Роботу необходимо за наиболее короткое время пройти трассу (рис.1), от начала до конца, при наличии на трассе препятствий (в данном случае — кегли). Робот должен обходить препятствия попеременно с правой и с левой сторон, не допуская столкновения. На финише могут быть установлены ворота, которые необходимо также аккуратно не задевая пройти. Максимально допустимое время прохождения дистанции — 3 минуты.
На наш взгляд, при фиксированной курсовой скорости, минимизировать время прохождения трассы возможно за счет:
- уменьшения угла рысканья при движении по нелинейной траектории;
- учета инерционности робота при обходе препятствий (заблаговременно спланировать траекторию обхода с минимальным допустимым приближением к нему);
- при случайном расположении препятствий спланировать оптимальную, в смысле кратчайшего пути, траекторию обхода;
- в усложненном варианте, когда положение препятствий выявляется самим роботом с помощью некоторого датчика, потребуется решать задачу коммивояжера при недостаточно априорной информации.
Следование робота по определённому маршруту — это важная задача в робототехнике. В данной работе моделируется движение робота по найденной квазиоптимальной траектории, которая проходит по заданным точкам. Особенности модели состоят в том, что робот инерционный (не может мгновенно изменить курсовую скорость) и на него действуют помехи.
Примером реальных задач могут быть: обслуживание раненых на поле боя, где необходимо минимальное время обслуживания и учет срочности оказания медицинской помощи. В связи с этим, проведены исследования с целью выяснения помех и синтез фильтров, уменьшающих это влияние.
Описательная постановка задачи
Предполагается, что робот должен обойти контрольные точки и вернуться в исходную позицию по оптимальной траектории. Критерий оптимальности: минимальный пройденный путь или минимальное время прохождения траектории.
Однако, робот подвергается воздействию помех: на него действуют внешние силы, отклоняющие от заданной траектории (непроходимые участки местности, ветер — для летательных аппаратов, течение — для морского робота).
Координаты опорных точек робот определяет с помощью некоторого датчика радиально-кругового обзора. Но при нахождение в начальной точке, робот может не видеть некоторые контрольные точки, если они скрыты за местными объектами. В процессе движения они могут появляться в поле зрения робота и тогда он их запоминает.
Координаты могут определяться с ошибками по дальности и по углу. Т. е. робот будет ориентироваться не на истинное положение объекта, а на видимое с его точки зрения в данный момент.
Но в нашем случае задача усложняется за счет отсутствия полной информации о положении контрольных точек.
Еще одна сложность связана с тем, что мы моделируем движение не идеального робота, а инерционного, что приводит к отклонению реальной траектории от заданной при движении по нелинейному маршруту.
Уточненная постановка задачи моделирования движения робота
Построить динамическую программную модель обхода роботом опорных (контрольных) точек по оптимальной, в заданном смысле, траектории. При этом предполагается следующее.
- Робот движется в плоскости.
- На этой плоскости задаются координаты опорных точек.
- В начальный момент виртуальный Робот (Клиент) считывает координаты опорных точек и выдает их в программу Оптимум (Сервер)
- Программа Оптимум вычисляет оптимальную (в заданном смысле) траекторию и выдает в программу Робот последовательность обхода указанных точек.
- Предполагается, что количество опорных N точек задано, но в начальный момент программа Оптимум получает расстояния лишь среди К точек, остальные M = N-K могут добавляться в процессе движения робота по траектории. Выполняется соотношение: M ≥ 0 и M
Похожие статьи
Компьютерная модель для лабораторной работы.
Ключевые слова:робот; задача коммивояжера; метод ветвей и границ; минимизация; оптимальный путь обхода; Delphi; лабораторная работа. Введение. Качество обучения является одним из основных объектов стратегии образования.
Создание робота автономного движения по линии
Монокулярная навигация транспортного робота
Управление движением автономного мобильного робота.
Картография необходима для запоминания пройденного маршрута, планирования траектории в обход статических препятствий, слежения за динамическими объектами и т
Математическая модель для определения координат и управления движением мобильного робота.
Анализ и выбор систем навигации робота для позиционирования.
Персональные сервисные роботы, например, роботы-пылесосы, наиболее часто применяются в бытовых помещениях, то есть в замкнутом пространстве.
Для движения по заданной траектории, обхода препятствий, что
Движение робота к точке с заданными координатами.
Модель для исследования качества управления транспортным.
Постановка задачи моделирования движения робота. Необходимо создать программную модель для исследования различных законов управления транспортным роботом по траектории, заданной опорными точками при наличии внешних помех.
Робототехника: конструирование и программирование
Тема 3. Программирование робота (4 ч). Моторы. Программирование движений по различным траекториям.
Тема 3. Работа сфайлами. Совместная работа нескольких роботов (8 ч).
Робот для исследования грунта в сельском хозяйстве
Задача упрощается при ее решении в два этапа. На первом этапе до начала движения осуществляется планирование оптимальной траектории движения по.
Читайте также: