05 марта 2016г.
На сегодняшний день большинство разработок в области робототехники требуют высокой точности перемещения.
Для успешного выполнения поставленных задач роботы должны обладать мобильностью, способностью интерпретировать и планировать.
Особенностью мобильных роботов является возможность достижения заданной цели в неопределенной внешней среде.
При работе в неопределенном пространстве мобильный робот должен обладать способностью адаптироваться к изменениям в окружающей среде [1].
Для формирования подсистемы движения необходимо обозначить примитивы манипуляций. Примитив манипуляции – это функция, которая принимает значение начальной конфигурации робота, подвижных объектов, и его перемещение, и возвращающая конечные конфигурации робота и объектов. Примитивы применяются только к определенным конфигурациям и перемещениям, а каждый экземпляр примитива определяется набором аргументов. Любой примитив, применимый к перемещению объекта является примитивом перехода.
Любой тип манипуляции может быть представлен в виде примитива манипуляций при условии, что можно описать влияние примитива на любую заданную конфигурацию робота и объектов. Для составных примитивов, требуются вычисления интегральных уравнений движения, но для формирования данной подсистемы движения мобильного робота были использованы простые примитивы [2]:
· транзит (описывает движение робота). Мобильная база и рука робота перемещаются отдельно. Транзит применим к любым конфигурациям, в которых целевой объект не перемещается и начальная конфигурация не является толчковой конфигурацией, в этом случае, отступление должно быть использовано до применения транзита. Транзит возвращает траекторию, представляющую собой прямую линию между двумя манипуляторами конфигурации и прямую в декартовом пространстве между базовыми конфигурациями робота. Транзитная функция случайным образом выбирает, будет ли в первую очередь двигаться рука или база. Транзит отключает проверку столкновения между объектом и его опорной поверхностью. Функция возвращает транзит NULL, когда транзит не применяется и в противном случае возвращает траекторию сгенерированную транзитом на входе;
· нажатие (описывает толчок объекта на столе роботом). Нажатие применимо к любой начальной конфигурации, в которой объект находится на опорной поверхности и робот состоит из двух точек контакта с объектом и любой конечной конфигурации, в которой объект находится на опорной поверхности, а робот находится все еще в двух точках контакта с объектом. Робот и объект перешли вдоль луча, соединяющего центр захвата к центру объекта, и захват может перемещаться вдоль этого луча без перемещения базы робота. Толчок возвращает прямую линию в декартовом пространстве для захвата от своего первоначального положения к целевой конфигурации;
· захват (описывает жесткий захват объекта роботом). Как и транзит, захват перемещает базу и руку отдельно. Захват применим только к начальным и конечным конфигурациям, в которых объект жестко закреплен в руках робота. Захват возвращает прямую линию между конфигурацией манипулятора и прямой в декартовом пространстве между базовой конфигурацией робота. Функция захвата случайным образом выбирает что переместить в первую очередь: руку или базу. Захват отключает проверку столкновения между пластиной и роботом. Функция захвата возвращает NULL, если объект не схватывается в начальной конфигурации. Если объект схвачен, функция возвращает траекторию, которая перемещает объект в его целевую конфигурацию.
На Рисунке 1 представлен пример использования простых примитивов манипуляции применительно к мобильному роботу PR2. PR2 – это робот-помощник с открытым исходным кодом от команды разработчиков Willow Garage.
В заключение хотелось бы отметить,
что для формирования подсистемы движения мобильного робота, можно использовать три простых примитива манипуляций: транзит, нажатие, захват.
Список литературы
1. Цюй Дуньюэ. Разработка системы управления мобильных роботов с использованием нечетких
моделей: дис. ... канд.
техн. наук. – М., 2005. – С. 151.
2.
Barry, J. A. Manipulation with Multiple Action Types [Текст] / J. A. Barry, Kaijen Hsiao, Leslie Pack Kaelbling, Tomas Lozano-P ´erez, ICRA. – 15 с.
