სამიზნეზე ობიექტის გასამარტივებლად

Original web-page: http://robotics.cs.iastate.edu/ResearchBatting2D.shtml

გასაოცარია ფრენის ობიექტი, როგორიცაა ბურთი ან მოედანზე სამიზნე ადგილას არის ეფექტური მანევრი, რომელიც მოითხოვს დიდი პრაქტიკის ადამიანის სწავლა. რობოტისთვის ეს ამოცანა გამოწვევას იწვევს, იმოქმედებს, დაგეგმვასა და კონტროლს იმდენად, რამდენადაც სრული კოორდინაცია საჭიროა მეორე რიგში. ამოცანა მოიცავს ობიექტს, რომელიც ორი ბმული რობოტის მკლავის სახით ერთდროულად მიბმულია, ხოლო იარაღის მოძრაობა მიზნად ისახავს ობიექტის მოტეხილობას ტრაექტორიაზე.

ზემოქმედების დინამიკა მოდელის ცვლილება ერთი და ობიექტის შუამდგომლობაში, რომელიც აწარმოებს ობიექტის პოსტ-ზემოქმედების მდგომარეობას, რომელიც შეიძლება შეაფასოს სამიზნედ საფრენი საფრთხის ქვეშ. ამ ნაწარმოებში, განიხილება ორგანზომილებიანი ზემოქმედება, რომელშიც რობოტის ხელსაწყოს და ობიექტის ტრაექტორია შეზღუდულია ვერტიკალური თვითმფრინავით. შემდგომში შებრუნებული ზემოქმედების პრობლემის გადაწყვეტა შემუშავებულია, რომლის მიხედვითაც სასურველი პოსტი-ზემოქმედების ტრაექტორია ობიექტის მეშვეობით მიზნად ისახავს სასურველ ცვლილებას მისი მოძრაობის დროს მოძრაობის დროს და საბოლოო ჯამში ცვლილებების შესაქმნელად საჭირო ბატალიონის მოძრაობისთვის. ქვემოთ მოყვანილი ვიდეო აჩვენებს შედეგებს სხვადასხვა ბატარეის შემთხვევებში.

მოხვდა სისტემა

ბატალირების ამოცანის წარმატებით შესრულების მიზნით, უნდა მოხდეს ბატალიონის რამდენიმე დამატებითი კომპონენტი, როგორიცაა მანიპულატორი კინემატიკა, ფრენის მექანიკა და ობიექტის მოძრაობის შეფასება. ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა გვიჩვენებს, თუ როგორ შეესაბამება ეს კომპონენტები ჩვენი ბატარეის სისტემაში:

განიხილება თითოეული ობიექტის გრავიტაციული მექანიკა, სადაც დრაკონისა და მაგნუსის აეროდინამიკური ეფექტები შეფასებულია სახელმწიფო შეფასებისაგან და გამოიყენება ობიექტის ტრაექტორიაზე ზემოქმედების წინ და მის შემდეგ. გარდა ამისა, რობოტის მკლავის კინემატიკაში გავლენის დინამიკაზე გავლენას ახდენს მოძრაობის დაგეგმვის ალგორითმისადმი შეზღუდვები, რაც მუდმივად ატარებს სასურველ ერთობლივ ტრაექტორია რობოტის მკლავისათვის.

მოძრაობის შეფასება

კომპიუტერული ხედვა არის ბატარეის ამოცანების უმნიშვნელოვანესი კომპონენტები, რომლებიც აუცილებელია რობოტისთვის ობიექტის პოზიციისა და ორიენტაციის აღქმა კამერაზე დამუშავების სურათებით, ხოლო მოძრაობის შეფასების საჭიროა ობიექტის სიჩქარის დაფიქსირება. ჰიბრიდული მოძრაობის შემფასებელი ახორციელებს ობიექტის ორიენტაციის ნაკვეთების ნაკლებობას და გაფართოებულ კალმან ფილტრს, რომელიც განიხილავს გადაადგილება და მაგნუსის აეროდინამიკურ ძალებს. აეროდინამიკის ჩართვა საშუალებას იძლევა ობიექტის პოზიციის ტრაექტორიის ზუსტ პროგნოზს ზემოქმედებამდე და მის შემდეგ, რაც აუცილებელია რობოტისთვის, რათა შესრულდეს ამოცანა წარმატებული წარმატებისთვის. იმავდროულად, ობიექტის ორიენტაციის უმნიშვნელო მოედნები ფიქსირდება ერთხელ განასხვავებს კუთხის სიჩქარის შეფასებას. ეს იწვევს კუთხის სიჩქარის მოდელის ნაკლებობას და ისევ იძლევა ობიექტის ორიენტაციის გაუმჯობესების პროგნოზს.

ფრიქციული გავლენა 2D-ში

გავლენა შორის ერთი და ობიექტი მოდელირებული ერთად იმპულსი ხოლო გათვალისწინებით კოულბო კანონით ხახუნის. ენერგიის დაფუძნებული რესტავრაცია გამოიყენება იმით, რომ ზემოქმედება ხანმოკლე პერიოდის განმავლობაში კინეტიკური ენერგია ნაწილობრივ ღებულობს ბატსა და ობიექტს და ნაწილობრივ დაკარგავს სითბოს, სინათლის, ხმის და ენერგიის სხვა ფორმებს. ამასთანავე, კოლუმბიის კანონით გათვალისწინებული უთანხმოება, ორი ობიექტის კონტაქტს შორის ცვლილებები დამოკიდებულია მათი სიჩქარითა და ფიზიკური პარამეტრების მიხედვით, რის შედეგადაც მოხდება ობიექტების მოცურების, წებოვნებისა და გადაფარვის მოცულობების კომბინაცია. ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა ასახავს გავლენის მომენტს, ისევე როგორც გავლენის ორი განსხვავებული შემთხვევა მათი იმპულსის მრუდის თვალსაზრისით. ობიექტები თავდაპირველად გადადიან, სადაც პირველ შემთხვევაში, ისინი გადასვლას იწყებენ და მეორე შემთხვევაში, ისინი გადადიან უკანა მოცულობით.

ზემოქმედების დაგეგმვა

რობოტის იარაღის მოძრაობის დაგეგმვა შედგება ბარის პოზიციისა და სიჩქარის განსაზღვრაში, რათა დააკმაყოფილოს სასურველი ზემოქმედება, თარგმნა მათთვის ერთობლივ პოზიციებზე და სიჩქარეებში, რომლებიც იყენებენ ინვერსიულ კინემატიკას და ამ პროცესის განმეორებას ახდენენ რობოტის მოძრაობის შენარჩუნებაზე და სიზუსტეზე. გარდა ამისა, ხელი უნდა იყოს უზრუნველყოფილი იარაღის შუამდგომლობაზე, რომ რობოტი არ აღემატება მის სახსრების პოზიციას, სიჩქარეს და აჩქარებას. ეს შეზღუდვები სხვებთან ერთად შეადგენენ სულ თექვსმეტი შეზღუდვას მკლავის შტატების სივრცეზე, რომელსაც შეუძლია დაასრულოს ამოცანა. ბევრი ამ შეზღუდვების გავრცელების მასშტაბით ალგორითმი მრავალჯერადი ციკლის, როგორც მკლავი-ის ერთობლივი ტრაექტორიები ცალი ერთად შექმნას ნაწილობრივი კვანტური პოლინომები. ქვემოთ მოყვანილი ციფრები აჩვენებს ალგორითმის ერთი ციკლის ფარგლებში ერთობლივ ტრაექტორიას და ბარიერის პრობლემის ერთი ინსტანციის გადაწყვეტილების სახელმწიფო სივრცეში.

დამატებითი ინფორმაციისთვის მიმართეთ შემდეგ ნაშრომებს:


ეს მასალა ეფუძნება მუშაობის მხარს უჭერს ეროვნული სამეცნიერო ფონდის საგრანტო IIS-1421034.
ნებისმიერი აზრი, დასკვნები და დასკვნები და რეკომენდაციები გამოიხატება ეს მასალა, რომლებიც ავტორი და არ არის აუცილებელი ასახავდეს ეროვნული სამეცნიერო ფონდი.

ბოლო განახლება: 5 აპრილი, 2017 წ.