რობოტის მოძრაობა წინ, უკან. ბორბლიანი რობოტების კონფიგურაციები. მანევრების შესრულება გზაჯვარედინებთან ახლოს

უძველესი სამყაროს 9 ყველაზე საშინელი წამება

რას ამბობს თქვენი ცხვირის ფორმა თქვენს პიროვნებაზე?

20 ნიშანი იმისა, რომ თქვენ იპოვნეთ იდეალური ბიჭი

რობოტივით ცეკვა პოპის სტილში ცეკვაა. ცეკვა ეფუძნება კუნთების სწრაფი შეკუმშვისა და რელაქსაციის ტექნიკას. ამიტომ ცეკვის დროს ისეთი ეფექტი იქმნება, თითქოს მოცეკვავე მკვეთრად კანკალებს. ასეთი ჩხვლეტა, სხვადასხვა პოზებთან და მოძრაობებთან ერთად, მუდმივად სრულდება მუსიკის რიტმში. მოცეკვავეები ბაძავენ ანიმაციური მანეკენის ან რობოტის მოძრაობებს.

ინსტრუქციები

1. თუ გადაწყვეტთ ამ ცეკვის სწავლას, მაშინ უნდა მოუსმინოთ შემდეგ რეკომენდაციებს. კლასებისთვის თქვენ უნდა აირჩიოთ მუსიკა. უნდა იყოს რიტმული, დაახლოებით 100-120 დარტყმა წუთში. მნიშვნელოვანია მუსიკის რიტმის შეგრძნება, მუსიკალურობაზე დაკვირვება. ისწავლეთ კუნთების ძლიერი შეკუმშვა, ამან შეიძლება აიძულოს თქვენი სხეული ვიბრაცია და შერყევა. ასეთი მოძრაობები ქუჩის ცეკვის ამ ტიპის დამახასიათებელი ნიშანია. ცეკვაში ეს „კანკალები“ ​​მუდმივად და შერწყმულია სხვადასხვა მოძრაობებთან და პოზებთან.
2. გახსოვდეთ, რომ ამ სტილის საფუძველი გაფიცვაა. ივარჯიშეთ მკერდთან, კისერთან, მკლავებთან, ფეხებთან სხვადასხვა ვარიაციით. ისწავლეთ 10 ძირითადი ელემენტი და 4-5 ტიპიური დამაკავშირებელი. შემდეგ დაასრულეთ ფიქსაციის შესრულების ტექნიკა. შეეცადეთ დააკოპიროთ რობოტის მოძრაობები, გააკეთეთ მცირე გაჩერებები ყოველი გაკეთებული მოძრაობის ბოლოს, ეს ხაზს გაუსვამს შემდეგი ელემენტის სიმკვეთრეს.
3. მოძრაობებში ბევრი ჟესტიკულაცია და კუთხეა, მათ უნდა დაეუფლოთ. გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ რობოტის ცეკვაში თითქმის ყველა მოძრაობა კეთდება დგომისას, მაგრამ არის ელემენტები, რომლებიც შესრულებულია დაჩოქებით და დაწოლით.
4. მოძრაობები ხელებითა და მკლავებით უნდა შესრულდეს ძალიან მკვეთრად. ხელებს შეუძლიათ სწრაფად და ენერგიულად აღწერონ წრეები, თითქოს ფუნჯი ჭრის ჰაერს, ასეთი ელემენტები მისცემს ცეკვას განსაზღვრას, სიმშვიდეს და ძალას. შეგიძლიათ თითით მიუთითოთ. თქვენ შეგიძლიათ შეასრულოთ ელემენტები, რომლებიც ქმნიან ილუზიას, რომ თქვენ სრიალებთ ან ცურავთ იატაკზე სხვადასხვა მიმართულებით. ტალღების "გაგზავნა" მკლავებში და სხეულში. ისწავლეთ ფეხების სრიალი იატაკზე ისე, თითქოს ჰაერში სრიალის ეფექტს ქმნით, ფეხის რულეტის გამოყენებით ფეხიდან ქუსლამდე.
5. ყველა მოძრაობა უნდა განმეორდეს დროის თანაბარი ინტერვალებით, ასე რომ მოცეკვავეს შეუძლია შექმნას ეფექტი, რომ ის მოძრაობს თითქოს სტრობის შუქის ქვეშ.
6. ექსპერიმენტი უკვე ნასწავლი ელემენტების გამოყენებით. გამოიყენეთ მოძრაობები და ელემენტები სხვა მიმართულებებიდან, შექმენით საკუთარი სტილი, გააუმჯობესეთ ტექნიკა. რაც უფრო არაპროგნოზირებადია ცეკვა, რაც უფრო მრავალფეროვანია მოძრაობები, მით უფრო საინტერესოა მაყურებლისთვის მისი ყურება.
7. უყურეთ სტატიის ბოლოს წარმოდგენილ ვიდეო გაკვეთილებს, რომ უკეთ გაიგოთ ამ ცეკვის თვისებები და გაიგოთ მისი მოძრაობები.

გთხოვთ გაითვალისწინოთ

ეს ცეკვა მეოცე საუკუნის სამოცდაათიან წლებში გამოჩნდა. მას დიდი ხნის განმავლობაში ცეკვავდნენ მუსიკაზე: ელექტრო, ფანკი და დისკო. პოპინგის სამშობლო კალიფორნიაა. ახლა ამ სტილის მოძრაობები მორგებულია თანამედროვე მელოდიებსა და სიმღერებზე. მას ხშირად ცეკვავენ უახლეს ელექტრონულ მუსიკასა და ჰიპ-ჰოპზე. ის ძალიან პოპულარულია ახალგაზრდებში. მისი ელემენტები გვხვდება მუსიკალურ ვიდეოებსა და ფილმებში. ამ ტიპის ცეკვისთვის კონკურსებიც კი ტარდება.

ვიდეო გაკვეთილები

15.01.2012, 18:51

აქამდე, სტატიებში ალგორითმების შესახებ, რომლებიც გამოიყენება ხაზის გასწვრივ გადაადგილებისას, განიხილებოდა მეთოდი, როდესაც სინათლის სენსორი თითქოს აკონტროლებდა მის მარცხენა ან მარჯვენა საზღვარს: როგორც კი რობოტი გადავიდა ველის თეთრ ნაწილში, კონტროლერი დააბრუნებდა რობოტს. საზღვრამდე სენსორმა დაიწყო უფრო ღრმად გადაადგილება შავ ხაზში - მარეგულირებელმა ის უკან გაასწორა.
იმისდა მიუხედავად, რომ ზემოთ მოცემული სურათი ნაჩვენებია სარელეო რეგულატორისთვის, პროპორციული (P-რეგულატორის) მოძრაობის ზოგადი პრინციპი იგივე იქნება. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ასეთი მოძრაობის საშუალო სიჩქარე არც თუ ისე მაღალია და მისი გაზრდის რამდენიმე მცდელობა განხორციელდა ალგორითმის ოდნავ გართულებით: ერთ შემთხვევაში გამოიყენეს „რბილი“ დამუხრუჭება, მეორეში, მოხვევის გარდა, წინ მოძრაობა. გააცნო.
იმისათვის, რომ რობოტს მიეცა საშუალება, წინ წასულიყო ზოგიერთ რაიონში, გამოყოფილი იყო ვიწრო ზონა სინათლის სენსორის მიერ წარმოებული მნიშვნელობების დიაპაზონში, რომელსაც პირობითად შეიძლება ეწოდოს "სენსორი არის ხაზის საზღვარზე".
ამ მიდგომას მცირე ნაკლი აქვს - თუ რობოტი „მიჰყვება“ ხაზის მარცხენა საზღვარს, მაშინ მარჯვენა შემობრუნებისას ის მაშინვე არ აღმოაჩენს ტრაექტორიის გამრუდებას და, შედეგად, მეტ დროს ხარჯავს ხაზის ძიებასა და შემობრუნებაზე. უფრო მეტიც, დარწმუნებით შეგვიძლია ვთქვათ, რომ რაც უფრო მკვეთრი ბრუნდება, მით უფრო გრძელი ხდება ეს ძებნა.
შემდეგი სურათი გვიჩვენებს, რომ თუ სენსორი არ იყო საზღვრის მარცხენა მხარეს, არამედ მარჯვნივ, მაშინ ის უკვე აღმოაჩენდა ტრაექტორიის გამრუდებას და დაიწყებდა შემობრუნების მანევრების გაკეთებას.

ამიტომ, კარგი იდეაა რობოტის აღჭურვა ერთდროულად ორი სენსორით, რომლებიც განლაგებულია ხაზის მოპირდაპირე მხარეს და, შესაბამისად, დაეხმარება რობოტს უფრო სწრაფად რეაგირებდეს მოძრაობის მიმართულების ცვლილებებზე.
ახლა ჩვენ უნდა განვსაზღვროთ, როგორ იმოქმედებს ეს დიზაინის ცვლილება პროგრამაზე. სიმარტივისთვის, ჩვენ კვლავ უნდა დავიწყოთ უმარტივესი სარელეო კონტროლერით და ამიტომ, პირველ რიგში, ჩვენ გვაინტერესებს სენსორების შესაძლო პოზიციები ხაზთან მიმართებაში:

ფაქტობრივად, შეიძლება გამოიკვეთოს კიდევ ერთი მისაღები პირობა - რთულ მარშრუტებზე ეს იქნება კვეთა ან რაიმე სახის გასქელება ბილიკზე.
სენსორების სხვა პოზიციები არ განიხილება, რადგან ისინი ან ზემოაღნიშნულის წარმოებულებია, ან ეს არის რობოტის პოზიციები, როდესაც ის ტოვებს ხაზს და ვეღარ შეძლებს მასში დაბრუნებას სენსორების ინფორმაციის გამოყენებით. . შედეგად, ყველა ზემოაღნიშნული დებულება შეიძლება შემცირდეს შემდეგ კლასიფიკაციამდე:

• მარცხენა სენსორი, ისევე როგორც მარჯვენა, არის მსუბუქი ზედაპირის ზემოთ
• მარცხენა სენსორი მსუბუქ ზედაპირზე, მარჯვენა სენსორი ბნელზე
• მარცხენა სენსორი ბნელ ზედაპირზე, მარჯვენა სენსორი ღია ზედაპირზე
• ორივე სენსორი მდებარეობს ბნელ ზედაპირზე

თუ დროის გარკვეულ მომენტში პროგრამა რობოტზე აღმოაჩენს ერთ-ერთ ამ პოზიციას, მას მოუწევს შესაბამისი რეაგირება:

თუ ორივე სენსორი თეთრ ზედაპირზე მაღლა დგას, მაშინ ეს ნორმალური სიტუაციაა, როდესაც ხაზი სენსორებს შორისაა, ასე რომ, რობოტი პირდაპირ უნდა წავიდეს, თუ მარცხენა სენსორი კვლავ სინათლის ზედაპირზეა, ხოლო მარჯვენა სენსორი უკვე ზემოთ მუქი, მაშინ რობოტმა გადაიტანა მარჯვენა მხარე ხაზზე, რაც იმას ნიშნავს, რომ მას უნდა მოუხვიოს მარჯვნივ ისე, რომ ხაზი კვლავ იყოს სენსორებს შორის, თუ მარცხენა სენსორი ბნელ ზედაპირზე მაღლა დგას, ხოლო მარჯვენა კი ისევ მსუბუქის ზემოთ, მაშინ რობოტის გასასწორებლად საჭიროა მარცხნივ მოტრიალება, თუ ორივე სენსორი არის ბნელ ზედაპირზე, მაშინ ზოგადად, რობოტი კვლავ აგრძელებს მოძრაობას პირდაპირ.

ზემოთ მოყვანილი დიაგრამა დაუყოვნებლივ გვიჩვენებს, თუ როგორ უნდა შეიცვალოს ძრავების ქცევა პროგრამაში. ახლა პროგრამის დაწერა არ უნდა იყოს რთული. ამას ნამდვილად არ აქვს მნიშვნელობა, ასე რომ დარჩეს. აუცილებელია იმის დადგენა, არის თუ არა იგი ღია თუ ბნელი ზედაპირის ზემოთ:
ეს ქმედება ჯერ არ გაძლევთ იმის თქმის საშუალებას, თუ რა მიმართულებით უნდა წავიდეს რობოტი. მაგრამ ის დაყოფს ზემოთ ჩამოთვლილ მდგომარეობებს ორ ჯგუფად: (I, II) ზედა შტოსთვის და (III, IV) ქვედა. ახლა თითოეულ ჯგუფს აქვს ორი მდგომარეობა, ასე რომ თქვენ უნდა აირჩიოთ ერთი მათგანი. თუ კარგად დააკვირდებით პირველ ორ მდგომარეობას I და II, ისინი განსხვავდებიან მარჯვენა სენსორის პოზიციით - ერთ შემთხვევაში ის არის მსუბუქი ზედაპირის ზემოთ, მეორეში - ბნელის ზემოთ. ეს არის ის, რაც განსაზღვრავს არჩევანს, რა ქმედებები უნდა განხორციელდეს:
ახლა თქვენ შეგიძლიათ ჩასვათ ბლოკები, რომლებიც განსაზღვრავენ ძრავების ქცევას ზემოთ მოცემული ცხრილების მიხედვით: წყობილი მდგომარეობის ზედა განშტოება განსაზღვრავს კომბინაციას "ორივე სენსორი შუქზე", ზედა - "მარცხნივ შუქზე, მარჯვნივ ბნელზე":
ძირითადი მდგომარეობის ქვედა ტოტი პასუხისმგებელია III და IV პირობების სხვა ჯგუფზე. ეს ორი მდგომარეობა ასევე განსხვავდება ერთმანეთისგან სინათლის დონით, რომელსაც მარჯვენა სენსორი ამოიცნობს. ეს ნიშნავს, რომ ის განსაზღვრავს თითოეული მათგანის არჩევანს:
შედეგად მიღებული ორი ტოტი ივსება მოძრაობის ბლოკებით. ზედა ტოტი პასუხისმგებელია მდგომარეობაზე „მარცხნივ ბნელზე, მარჯვნივ შუქზე“, ხოლო ქვედა ტოტი პასუხისმგებელია „ორივე სენსორზე სიბნელეში“.
უნდა აღინიშნოს, რომ ეს დიზაინი მხოლოდ განსაზღვრავს, თუ როგორ უნდა ჩართოთ ძრავები, სენსორების წაკითხვის მიხედვით, ველში, ბუნებრივია, გარკვეული პერიოდის შემდეგ, პროგრამამ უნდა შეამოწმოს, შეიცვალა თუ არა მაჩვენებლები, რათა დაარეგულიროთ ძრავების ქცევა შესაბამისად და ცოტა ხნის შემდეგ ისევ ისევ და ა.შ. დ. ამიტომ, ის უნდა განთავსდეს მარყუჟში, რომელიც უზრუნველყოფს ამ განმეორებით შემოწმებას:

ასეთი საკმაოდ მარტივი პროგრამა უზრუნველყოფს რობოტის გადაადგილების საკმაოდ მაღალ სიჩქარეს ხაზის გასწვრივ მის საზღვრებს მიღმა გაფრენის გარეშე, თუ სწორად დააყენებთ მაქსიმალურ სიჩქარეს I და IV მდგომარეობებში გადაადგილებისას და ასევე დააყენებთ შტატებში დამუხრუჭების ოპტიმალურ მეთოდს. II და III - რაც უფრო ციცაბოა მოხვევები ტრასაზე, მით უფრო "მყარი" უნდა იყოს დამუხრუჭება - სიჩქარე უფრო სწრაფად უნდა შემცირდეს და პირიქით - გლუვი მოხვევით სავსებით შესაძლებელია დამუხრუჭება ენერგიის გამორთვით ან თუნდაც ოდნავ ამცირებს სიჩქარეს.

რამდენიმე ცალკე სიტყვაც უნდა ითქვას რობოტზე სენსორების განთავსებასთან დაკავშირებით. ცხადია, იგივე რეკომენდაციები ამ ორი სენსორის ადგილმდებარეობის შესახებ ბორბლებთან მიმართებაში გავრცელდება, როგორც ერთ სენსორზე, მხოლოდ სამკუთხედის წვერო არის აღებული, როგორც ორი სენსორის დამაკავშირებელი სეგმენტის შუა. თავად სენსორებს შორის მანძილი ასევე უნდა შეირჩეს ბილიკის მახასიათებლებიდან: რაც უფრო ახლოს არის სენსორები ერთმანეთთან, მით უფრო ხშირად რობოტი ასწორებს (შეასრულებს შედარებით ნელ შემობრუნებებს), მაგრამ თუ სენსორები საკმარისად ფართოა. , მაშინ არსებობს ტრასიდან გაფრენის რისკი, ამიტომ მოგიწევთ უფრო „მძიმე“ შემობრუნება და სიჩქარის შემცირება პირდაპირ მონაკვეთებზე.

როგორ ვიცეკვოთ რობოტივით?

რობოტი ან რობოტი არის ქუჩის ცეკვის სტილი, რომელიც გამოჩნდა 1967 წელს. ცეკვა გულისხმობს რობოტის ან მანეკენის მოძრაობების მხატვრულ იმიტაციას, რომლის ელემენტებიც პოპულარულია ღამის კლუბებში, სცენაზე და ქუჩაში. ჩვენი სტატიიდან ისწავლით თუ როგორ უნდა იცეკვოთ ნამუშევრების მსგავსად.

ცეკვა პოპულარული გახდა ლეგენდარული მაიკლ ჯექსონის წყალობით. რობოტირება ემყარება კუნთების შეკუმშვას, რასაც მოჰყვება რელაქსაცია. ამ სტილის მოცეკვავეები იყენებენ ხაზოვან მოძრაობებს და წერტილების ფიქსაციას.

რობოტის ცეკვის ტექნიკა

1. სანამ ცეკვას ისწავლით, აირჩიეთ რიტმული მუსიკა.
2. რობოტი არის მანქანა. მოიშორეთ მიმიკა, მიეცით სახეს ცივი მზერა, მიმართული ერთ წერტილზე.
3. დაჭიმეთ სხეული და დაჭიმეთ თავი ზემოთ, ფეხები მხრების სიგანეზე, თითები გვერდებზე მიუთითეთ, ხელები ქვემოთ.
4. განვიხილოთ თავის მოძრაობა. წარმოიდგინეთ, რომ სურათზე ხართ და მის კუთხეებს უნდა დააკვირდეთ. გლუვი მოძრაობით დაიწყეთ თავის ზემოთ მარჯვნივ მობრუნება, შემდეგ პოზიციის დაფიქსირება, ქვევით დამაგრება, მარცხნივ დამაგრება და დაასრულეთ მოძრაობა თავის ზემოთ აწევით.
5. შეჩერების სწავლა. შეავსეთ ფილტვები ჰაერით, ღრმად ჩაისუნთქეთ ცხვირით და როცა მკერდი აწიეთ, გაიყინეთ და რამდენიმე წამის შემდეგ ამოისუნთქეთ ჰაერი. გაიმეორეთ ეს მოძრაობა რამდენჯერმე.
6. შემდეგი, წარმოიდგინეთ, რომ თქვენ ხართ ბუშტი, რომელიც ივსება ჰაერით. ინსტრუქციის მე-5 ნაბიჯის შემდეგ, შეაერთეთ ხელები. წარმოიდგინე, რომ თოჯინა ხარ და ძაფები გიწევს. შეცვალეთ ხელების პოზიცია, მოაბრუნეთ სხეული სხვადასხვა მიმართულებით. გააკეთეთ მოძრაობები ნელა და პაუზებით. დაასრულეთ მოძრაობა პირდაპირ ადექით და ხელები ერთმანეთზე შემოახვიეთ, თითქოს მაგიდასთან იჯდეთ.
7. ხელების ერთმანეთზე მოხსნის გარეშე, მოუხვიეთ მარცხნივ და მოხარეთ სხეული. თქვენ შეგიძლიათ ნელა აწიოთ თქვენი სხეული რიტმისკენ, შემდეგ გაისწოროთ ხელები გვერდებზე და გადაკეცოთ ისინი უკან.
8. შემდეგი, დაამუშავეთ მკერდი. დააფიქსირეთ თავი ადგილზე და მოხარეთ სხეული ზევით და ქვევით.
9. შემდეგი მოძრაობა არის შემობრუნება. მარჯვნივ მოხვევისას დადექით მარცხენა ფეხის თითზე და ოდნავ მოხარეთ მუხლი. მარცხნივ მობრუნებისას იგივე გააკეთე მარჯვენა ფეხით. შემოატრიალეთ მხრები ფეხებთან ერთად.
10. ვივარჯიშოთ ნახევრად მჯდომარე მორიგეობით. მოხარეთ მუხლები და გადაატრიალეთ სხეული მარცხნივ და მარჯვნივ, თითქოს ტრიალ წრეზე იყოთ.
11. შემდეგი ელემენტი მოიცავს მკლავებისა და სხეულის მოძრაობას. მოუხვიეთ მარცხნივ და წარმოიდგინეთ, რომ გსურთ ყუთის აწევა. სწორი მკლავების გამოყენებით, აიღეთ წარმოსახვითი ყუთი, შეუხვიეთ პირდაპირ, დააფიქსირეთ პოზიცია, შემდეგ მოუხვიეთ მარცხნივ და მოათავსეთ ყუთი ქვემოთ.
12. ტალღა გავუკეთოთ. ამ მოძრაობაში მნიშვნელოვანია სხეულის პლასტიურობა და მოქნილობა. დაიწყეთ ტალღა თქვენი მარჯვენა ხელით, შემდეგ ჩაერთეთ მხარზე, ტანზე და დაასრულეთ მარცხენა მკლავზე ტალღით. ასევე ივარჯიშეთ მუცლის გამოყენებით რეგულარული ტალღის გაკეთება.
13. რამდენჯერმე ივარჯიშეთ აღწერილი მოძრაობები მუსიკაზე სარკის წინ. ელემენტების გაერთიანებით თქვენ მიიღებთ ცეკვას. მოძრაობების ვარჯიშის შემდეგ შეგიძლიათ დაალაგოთ ქრონოლოგიური თანმიმდევრობით თქვენი გემოვნებით. შექმენით საკუთარი საცეკვაო ელემენტები.

შენიშვნა დამწყებთათვის

• ისწავლეთ ძირითადი კავშირები. გახსოვდეთ, რომ კარგი იმპროვიზაცია არის კარგად მომზადებული იმპროვიზაცია.
• მეტი ყურადღება მიაქციეთ ლიგატების წებოვნებას. ერთი მოძრაობიდან მეორეზე გადასვლა ჰარმონიულად უნდა გამოიყურებოდეს.
• ჩაწერეთ თქვენი აქტივობები ვიდეოზე. ეს დაგეხმარებათ შეაფასოთ მოძრაობები გარედან და გაიგოთ ის შეცდომები, რომლებზეც მუშაობა დაგჭირდებათ.

მობილური რობოტიკის ერთ-ერთი მთავარი ამოცანაა მოძრაობის მარშრუტის პოვნა და მისი ოპტიმიზაცია. სამუშაო ზონაში გადაადგილებისას რობოტმა მუდმივად უნდა შეაფასოს თავისი გარემო, განსაზღვროს მისი პოზიცია და მის გარშემო არსებული ობიექტების პოზიცია. არსებობს მრავალი განსხვავებული გზა, რომლითაც რობოტს შეუძლია საკუთარი პოზიციის განსაზღვრა და მარშრუტის აშენება დანიშნულების ადგილებს შორის. ქუჩაში გადაადგილებისას გამოიყენება სატელიტური სანავიგაციო ტექნოლოგია და მიმდებარე ობიექტების აღმოჩენა ხდება კამერების ან მანძილის გამოყენებით. დახურულ სივრცეში გადაადგილების შემთხვევაში, კამერებისა და მანძილების დახმარებით, შენდება სივრცის ვირტუალური მოდელი, რომლის მიხედვითაც რობოტს ხელმძღვანელობენ მომავალში. ზემოთ აღწერილი მეთოდები ზოგადი ხასიათისაა და გამოიყენება თვითნებურ სიტუაციებში, მაგრამ ამის გამო მათი განხორციელება ძალიან რთულია და ჯერ კიდევ არ არის ფართოდ გამოყენებული ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

როგორც წესი, ავტონომიური რობოტული სისტემები განკუთვნილია კონკრეტული ამოცანებისთვის. ეს მიდგომა საშუალებას გვაძლევს სისტემის მოთხოვნების ფორმალიზება და გარემოს მდგომარეობის ცვლილებებზე რეაგირების ყველა შესაძლო ალგორითმი შევიმუშავოთ.

მაგალითად, ერთ-ერთი საკმაოდ მკაცრად ფორმალიზებული ამოცანა შეიძლება იყოს ობიექტების გადაადგილება საწარმოო ობიექტში. როგორც წესი, საწყობებში ან საწარმოო სახელოსნოებში საქონლის გადაზიდვისას რობოტები ერთსა და იმავე მარშრუტს უსასრულოდ გადიან. შესაბამისად, ეს მარშრუტი წინასწარ არის ცნობილი და ამისთვის შეიძლება შემუშავდეს რობოტის მოძრაობის კონტროლის სისტემა.

ადრე სახელოსნო მანქანები იყო ურმები, რომლებიც ლიანდაგზე მოძრაობდნენ. მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების ზრდასთან ერთად, ისინი შეიცვალა რობოტექნიკით - სხვადასხვა ტიპის მობილური რობოტებით და სხვადასხვა ამოცანებისთვის, ხოლო სახელოსნოს გასწვრივ დაგებული რელსები შეიცვალა იატაკზე დახატული სახელმძღვანელო ხაზების ქსელით.

მობილური რობოტები, რომლებიც მოძრაობენ სემინარებში ხაზის გასწვრივ, ისევე როგორც წინა ლაბორატორიული სამუშაოს რობოტები, აღჭურვილია სხვადასხვა სენსორული მოწყობილობებით გარემოს აღქმისთვის: IR სენსორები, კამერები, უსაფრთხოების სენსორები და ა.შ. მაგრამ ადრე განხილული რობოტებისაგან განსხვავებით, ნამდვილი რობოტები არ მუშაობენ ლაბორატორიულ პირობებში - ხშირად სახელმძღვანელო ხაზი შეიძლება დაზიანდეს ან დამალული იყოს რაიმე ობიექტის უკან, ზოგიერთი მარშრუტი შეიძლება იკვეთოს ან ნაწილობრივ შეწყდეს.

რეალური მარშრუტი შეიძლება ექვემდებარებოდეს სხვადასხვა შეზღუდვას, მაგალითად: მარშრუტის ზოგიერთი მონაკვეთი შეიძლება აკრძალული იყოს მოძრაობისთვის, ზოგიერთში კი მხოლოდ სხვების გავლის შემდეგ შეიძლება.

ცხადი ხდება, რომ დახურულ ტრაექტორიაზე გადაადგილების მეთოდები ასეთ შემთხვევაში მთლად მისაღები არ არის. ხაზის გასწვრივ გადაადგილების სხვადასხვა ალგორითმის მაგალითები შეგიძლიათ ნახოთ წინა ნამუშევრებში, მაგრამ დაუყოვნებლივ შეიძლება დავასკვნათ, რომ არცერთი მათგანი არ ითვალისწინებს მოძრაობის ტრაექტორიის წყვეტას ან მასზე კვეთების არსებობას.

თუ მოძრაობის დროს მობილური რობოტის საკონტროლო პროგრამა ვერ ადგენს სახელმძღვანელო ხაზების გადაკვეთის არსებობას, ამან შეიძლება გამოიწვიოს გაურკვევლობა გადაწყვეტილების მიღებისას.

ხაზების კვეთის გადაკვეთისას, მობილური რობოტის მართვის სისტემა მიიღებს მონაცემებს, რომლებიც მიუთითებს იმაზე, რომ სახელმძღვანელო ხაზი მდებარეობს როგორც მარჯვნივ, ასევე მარცხნივ რობოტთან შედარებით. შესაბამისად, შემდგომი მანევრების შესახებ გადაწყვეტილების მიღების პროცესი ჩაიშლება.

გზამკვლევი ხაზების გადაკვეთის ამოსაცნობად შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალი განსხვავებული მეთოდი, მაგალითად, კამერები ხშირად გამოიყენება ასეთი მიზნებისათვის. მაგრამ გამოსახულების დამუშავება მოითხოვს რობოტის ბორტ კომპიუტერის მაღალ შესრულებას, ამიტომ ასეთი გადაწყვეტილებები ყოველთვის არ გამოიყენება. ეს ნაშრომი განიხილავს მობილური რობოტის მართვის მეთოდს IR სენსორების მასივიდან მიღებული ინფორმაციის გამოყენებით. S1-S7 შვიდი სენსორისგან შემდგარი მასივის გამოყენებით შესაძლებელი ხდება ხაზის კვეთების ადგილმდებარეობის დადგენა. ვინაიდან საკმაოდ ბევრი ვარიანტია ყველაზე სავარაუდო კვეთებისთვის, თქვენ უნდა დააკონფიგურიროთ რობოტის კონტროლის პროგრამა მისაღები ვარიანტების მაქსიმალურ რაოდენობაზე, რომელიც განისაზღვრება IR სენსორების წაკითხვის საფუძველზე.

მანევრების შესრულება გზაჯვარედინებთან ახლოს

მარშრუტის გასწვრივ გადაადგილებისას, რომელიც გადაკვეთის ხაზს წარმოადგენს, ხაზის თვალთვალის გარდა, აუცილებელია თითოეულ გზაჯვარედინზე მოძრაობის მიმართულების შერჩევა. გზაჯვარედინების სწორი თანმიმდევრობის გავლა შესაძლებელს ხდის მოცემული მარშრუტის სწორი გზით გავლას.

როგორც ამ სამუშაოს ნაწილი, შემოთავაზებულია შემუშავდეს პროგრამა მოცემული მარშრუტისთვის. მაგალითად, განიხილეთ ნახატზე ნაჩვენები ძირითადი მარშრუტი. მოცემულ მარშრუტზე გადაადგილების პროგრამის შემუშავებისთვის საჭიროა მასზე სპეციალური წერტილების შერჩევა, რომლებიც წარმოადგენს მარშრუტის კვეთას ან მის შესვენებებს. იმისათვის, რომ რობოტმა მიაღწიოს ფინიშის ხაზს, მან უნდა დაიცვას ხაზი და გაიაროს ოთხი მითითებული წერტილი.

მოძრაობა მოცემულ მარშრუტზე განისაზღვრება ალგორითმული თანმიმდევრობით, რომელიც განსაზღვრავს ერთ-ერთ მანევრს თითოეულ საკვანძო წერტილში. კერძოდ, ზემოხსენებულ მაგალითში, მარშრუტის პირველ გადაკვეთაზე რობოტი აგრძელებს მოძრაობას სწორი მიმართულებით, მეორეზე უხვევს მარცხნივ, ხოლო მესამეზე უხვევს მარჯვნივ და მიჰყვება ფინიშის ხაზს.

ანალოგიურად, თქვენ შეგიძლიათ განავითაროთ პროგრამა, რომ რობოტი გადაადგილდეს რომელიმე უფრო რთულ მარშრუტზე. ამისათვის თქვენ უბრალოდ უნდა დააყენოთ რობოტის გადაადგილების თანმიმდევრობა მარშრუტის კვეთაზე.

საკონტროლო პროგრამა მცირდება მოცემული თანმიმდევრობის თითოეული წერტილის თანმიმდევრულ ძიებამდე. თითოეული წერტილი აღწერილია საკუთარი ფუნქციით, რომლის დახმარებითაც ხდება მისი ამოცნობა, ასევე ამ მონაკვეთის გავლის სიჩქარით, რომელიც განისაზღვრება პროგრამის ინიციალიზაციის ეტაპზე.

პროგრამის ტექსტი არის თანმიმდევრული ფუნქციის ზარების თანმიმდევრობა, რომელიც განსაზღვრავს საჭირო მოძრაობას. იმისათვის, რომ შეცვალოთ რობოტის მოძრაობის მიმართულება ხაზის გასწვრივ, თქვენ უბრალოდ უნდა შეცვალოთ ფუნქციების გამოძახების თანმიმდევრობა.

ზემოთ ჩამოთვლილი ფუნქციები შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად ტიპად:

1) ფუნქციები, რომლებიც აქცევს რობოტს T- და L- ფორმის კვეთებზე.

2) ფუნქციები, რომლითაც რობოტი ყოველგვარი მოქმედების გარეშე მოძრაობს უახლოეს გზაჯვარედინზე.

პირველ შემთხვევაში, ფუნქცია შედგება ორი ცალკეული ოპერაციისაგან - გამოძახება წინ გადაადგილების ფუნქციაზე და ზარი შემობრუნების ფუნქციაზე მოცემული მიმართულებით.

l_node_l_turn ფუნქცია შექმნილია მარცხნივ მოხვევისთვის უახლოეს მარცხენა გზაჯვარედინზე. ფუნქცია შედგება ორი სხვა ფუნქციისგან: l_node_forward, რომელიც პასუხისმგებელია მარცხნივ მოხვევით უახლოეს L-ის ფორმის გზაჯვარედინზე გადაადგილებაზე და pivot_left, რომელიც პასუხისმგებელია მარცხნივ შემობრუნებაზე.

l_node_forward ფუნქცია უსასრულო ციკლში ეძებს ტრაექტორიების გადაკვეთის წერტილს l_node_detect ფუნქციის გამოყენებით. ძიების დროს რობოტი მუდმივად მიჰყვება ხაზს follow_line ფუნქციის გამოყენებით. მარშრუტების გადაკვეთის წერტილის აღმოჩენის შემდეგ, რობოტი აკეთებს მოკლე ნახტომს წინ, შემოიფარგლება ტაიმერით, რათა ოდნავ გადავიდეს მარცხნივ შემდგომი შესახვევისთვის. ეს მოძრაობა ძალზე მნიშვნელოვანია, რათა მანევრის შემდეგ რობოტი იყოს სახელმძღვანელო ხაზის ცენტრში. განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს მარშრუტის გადაკვეთის წერტილების ამოცნობის პროცესს. ცხადია, როდესაც რობოტი მოძრაობს მარშრუტის გასწვრივ, შეიძლება წარმოიშვას სხვადასხვა სიტუაციები, მაგრამ მათი უმეტესობა შეიძლება აღწერილი იყოს ფორმალური ნიშნებით, მაგალითად, IR სენსორების გააქტიურებით.

განვიხილოთ მარშრუტის მონაკვეთზე მარცხნივ მოხვევით რობოტის გადაადგილების პროცესი. ცხადია, როგორც რობოტი მოძრაობს, ზოგიერთი IR სენსორი მოხვდება შავ ხაზში და წარმოიქმნება ქვემოთ ილუსტრირებული ერთ-ერთი სიტუაცია.

ნახატზე შავი ხაზის ზემოთ მდებარე IR სენსორები აღინიშნება შავით, ხოლო ზედაპირის თეთრი ფართობის ზემოთ მდებარე თეთრად. სანამ რობოტი მოძრაობს, შეგიძლიათ დაკითხოთ თითოეული სენსორი და, პარამეტრების მოძიებით, განსაზღვროთ რობოტის ამჟამინდელი პოზიცია.

ზემოთ მოცემული ფუნქცია აღწერს მარცხენა შემობრუნების ამოცნობის პროცესს. ზემოაღნიშნული ალგორითმის მიხედვით, მარშრუტის ასეთი წერტილი გაგებულია, როგორც ტრაექტორიის მონაკვეთი, რომელზედაც ირთვება IR სენსორები No1, No2, No3.

ამ გზით თქვენ შეგიძლიათ ამოიცნოთ მარშრუტის ნებისმიერი ნაწილი. ერთი შეხედვით, ეს შეიძლება საკმაოდ მარტივი ამოცანა ჩანდეს, მაგრამ ღირს ამჟამინდელი პოზიციის ამოცნობის სიზუსტეზე მეტი ყურადღების მიქცევა. პროგრამის სიზუსტეზე შეიძლება გავლენა იქონიოს სამუშაო ზედაპირის ხარისხზე და რობოტის სიჩქარეზე. პროგრამის სიზუსტის გასაუმჯობესებლად, l_node_detect ფუნქცია ახორციელებს მექანიზმს ცრუ პოზიტივისაგან დასაცავად. იგივე მდგომარეობა მოწმდება ორჯერ პროგრამირებადი შეფერხების შემდეგ.

კონტროლის პროგრამის სიზუსტის გაუმჯობესების ზომები უკიდურესად მნიშვნელოვანია საკონტროლო სისტემის შემუშავებისას. მათი უგულებელყოფამ შეიძლება გამოიწვიოს ალგორითმის და მთლიანად რობოტული სისტემის არასწორი ფუნქციონირება.

კომპლექსური მანევრების შესრულება

რეალურ სიტუაციებში, მობილური რობოტები მოძრაობენ არა მხოლოდ მარშრუტის სწორი მონაკვეთების გასწვრივ, არამედ მრუდი ტრაექტორიების გასწვრივ და ასევე ასრულებენ სხვადასხვა მანევრებს.

რაც უფრო მეტს შეიცავს საკონტროლო სისტემა ასეთი მანევრების აღწერილობას, მით უფრო რთული მარშრუტების გადალახვა შეუძლია რობოტს. მაგალითად, ნახატზე ქვემოთ ნაჩვენები მარშრუტის მსგავსი.

ზოგადად, საკონტროლო პროგრამა წინა ნაწილში განხილული პროგრამის იდენტურია. ისევე, როგორც ნებისმიერი სხვა პროგრამისთვის, მითითებულია ტრაექტორიული კვანძების გავლის თანმიმდევრობა.

ნაწარმოების წინა ნაწილთან შედარებით დამატებულია ორი ახალი ტიპის მოძრაობა - მოძრაობა წრიული რკალის გასწვრივ და მოძრაობა დიაგონალის გასწვრივ და თითოეული ეს მოძრაობა განსხვავდება მიმართულებით.

თითოეული ეს ფუნქცია შედგება მარშრუტისაგან შემდეგი ფუნქციისგან - diag_corner_forward, I_curve_branch_forward და მობრუნების ფუნქცია საჭირო მიმართულებით - pivot_left, pivot_right. რობოტის მოძრაობა ხაზის გასწვრივ კუთხით კონტროლდება IR სენსორების გამოყენებით No1 და No7, რომლებიც ადგენენ რობოტის პოზიციას ხაზის ზემოთ. თუ რობოტი არის ხაზის ზემოთ, მაშინ იხსნება follow_line ფუნქცია, რომლის დახმარებით რობოტი თვალყურს ადევნებს საკუთარ პოზიციას ხაზთან მიმართებაში და თავს ამახვილებს მასზე IR სენსორის No4 გამოყენებით.

ხაზის შემდეგი მიმართულებაა, პირველ რიგში, მის გასწვრივ გადაადგილება რობოტის ცენტრით, რომელიც ორიენტირებულია ხაზის ზემოთ. ვინაიდან რობოტის ცენტრი ემთხვევა IR სენსორს #4, follow_line ფუნქცია ცდილობს შეამციროს IR სენსორების #3 და #5 გადახრები ხაზთან მიმართებაში.

ამ პროცესის არსი მოდის რამდენიმე პირობის შესრულებაზე:

1) თუ IR სენსორი No4 არის ხაზის ზემოთ, მაშინ რობოტი მართავს პირდაპირ მაქსიმალური სიჩქარით.

2) თუ ერთ-ერთი IR სენსორი No3 ან No5 აღმოაჩენს ხაზს, მაშინ რობოტი მინიმალური სიჩქარით ბრუნავს საპირისპირო მიმართულებით.

ხაზის მიყოლისას მისი მანევრირების სიჩქარე იცვლება რობოტის პოზიციიდან გამომდინარე. ეს კეთდება იმის გამო, რომ ზოგიერთ სიტუაციაში რობოტი უნდა მოძრაობდეს შეუფერხებლად ისე, რომ არ გადავიდეს ხაზიდან, მაგალითად No3 და No5 სენსორებს შორის მანევრირებისას.

თუ რობოტი საკმარისად გადაიხრება ხაზიდან, აუცილებელია მისი პოზიციის რაც შეიძლება სწრაფად გამოსწორება, ასე რომ მისი მოძრაობის სიჩქარე იზრდება.

ფუნქცია change_speed პასუხისმგებელია რობოტის სიჩქარის შეცვლაზე, რომელიც ადგენს დისკების ბრუნვის სიჩქარეს მაქსიმალური სიჩქარის მნიშვნელობის პროცენტულად.

გახსოვდეთ, რომ სიჩქარის ლიმიტის დაცვა არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი პირობა, რომელიც გავლენას ახდენს რობოტის მოძრაობაზე მოცემულ მარშრუტზე. მობილური რობოტის მართვის ალგორითმის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მოთხოვნაა მარშრუტის მოცემულ მონაკვეთზე ოპტიმალური სიჩქარის შენარჩუნება.

სიჩქარის ლიმიტის დაცვა არ არის მხოლოდ მოძრაობის უსაფრთხოების მოთხოვნა, ეს არის, პირველ რიგში, მოთხოვნა, რომელიც საშუალებას იძლევა მინიმუმამდე დაიყვანოს შეცდომები რობოტის მართვის პროგრამაში. უნდა გვახსოვდეს, რომ რობოტის მოძრაობის სიჩქარე მნიშვნელოვნად მოქმედებს მარშრუტის კვანძების ამოცნობის ხარისხზე და თავად რობოტის ორიენტაციაზე სახელმძღვანელო ხაზთან მიმართებაში.

რობოტული სისტემების შემქმნელის მთავარი მიზანია უზრუნველყოს მაღალი ხარისხის და უპრობლემოდ მუშაობა ექსპლუატაციის დროს. ამისთვის შეგიძლიათ ბევრი შესწიროთ – პროდუქტიულობა, რესურსის ინტენსივობა და ა.შ., სიჩქარის ჩათვლით.

დასკვნა

ეს ლაბორატორიული სამუშაო ყველაზე მნიშვნელოვანია ადრე განხილულ სამუშაოებს შორის. ეს განპირობებულია არა მხოლოდ წარმოდგენილი მასალის სირთულით, არამედ წამოჭრილი მნიშვნელოვანი საკითხებით, როგორიცაა რობოტული სისტემების მუშაობის სიზუსტისა და ხარისხის უზრუნველყოფა.

ამ სამუშაოს მიზანია იმის დემონსტრირება, რომ არა მხოლოდ გარე ფაქტორები გავლენას ახდენს კონკრეტული რობოტის მუშაობის ხარისხზე. თავად რობოტს, რომელიც მუშაობს საკონტროლო პროგრამის საფუძველზე, შეუძლია მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინოს დაკისრებული დავალების შესრულების პროცესზე.

ორივე ნაწილში განხილული პროგრამები ნათლად აჩვენებს მოძრაობის სიჩქარის გავლენას მოცემული ტრაექტორიის ხარისხზე. სამუშაოს შედეგების გასამყარებლად, შეგიძლიათ შეისწავლოთ რობოტის მოძრაობა ქვემოთ მოცემულ მარშრუტზე, რომელიც აერთიანებს ადრე განხილულ ყველა შესაძლო მანევრს.

მარშრუტის სირთულისა და მოძრაობის სიჩქარის გარდა, რობოტის ფუნქციონირებაზე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ზედაპირის ხარისხი, რომელზედაც მოძრაობა ხორციელდება. სავსებით შესაძლებელია, რომ ხაზი, რომლის გასწვრივ რობოტი უნდა მოძრაობდეს, შეიძლება დაზიანდეს ან თუნდაც მოხატული იყოს.

რობოტული სისტემის დიზაინერმა უნდა განიხილოს მისი დიზაინის გადაწყვეტის ყველა შესაძლო გამოყენება. რაც უფრო მეტი სხვადასხვა გავლენის ფაქტორი იქნება გათვალისწინებული დიზაინის ეტაპზე, მით უფრო ზუსტად და ეფექტურად იმუშავებს რობოტი.

მობილური რობოტი მოძრაობს გარკვეული პრობლემების გადასაჭრელად, იღებს მონაცემებს გარე სენსორებისგან და მუდმივად უნდა აკონტროლოს მისი მოძრაობა. ყველა ეს პროცესი მუდმივად მიმდინარეობს და ერთმანეთთან მჭიდრო კავშირშია. დღეს ვისაუბრებთ ბორბლიანი რობოტების ძირითად კონფიგურაციებზე და იმაზე, თუ როგორ არის მათემატიკურად აღწერილი მათი მოძრაობები. ეს მასალა დაგეხმარებათ აირჩიოთ ბორბლის კონფიგურაცია თქვენი მობილური რობოტისთვის.

მობილურ რობოტებს შეუძლიათ გადაადგილება სხვადასხვა გარემოში: წყალი, ჰაერი, მიწა და სივრცე. თითოეულ გარემოში მოძრაობას აქვს საკუთარი მახასიათებლები, რომლებიც დაკავშირებულია მათ განსხვავებულ ფიზიკურ თვისებებთან.

ამ პუბლიკაციაში მე გადავხედავ ბორბლიან რობოტებს, რომლებსაც შეუძლიათ გადაადგილება საკმაოდ ბრტყელ ზედაპირებზე.

რობოტის მოძრაობის სისტემის შემუშავებისას გასათვალისწინებელია შემდეგი პუნქტები:

• მოძრაობის სიჩქარე ან აჩქარება
• პოზიციონირების სიზუსტე (განმეორებადობა)
• მოქნილობა და გამძლეობა (სანდოობა) სხვადასხვა პირობებში
• ეფექტურობა (დაბალი ენერგიის მოხმარება)

საკოორდინაციო სისტემა

იმისათვის, რომ მათემატიკურად აღვწეროთ მობილური რობოტის მოძრაობა, ჩვენ უნდა განვსაზღვროთ კოორდინატთა სისტემები. გავაცნობ ორ კოორდინატულ სისტემას – მსოფლიო კოორდინატთა სისტემას ვ(ვივარაუდებ, რომ ის უმოძრაოა სივრცეში) და რობოტის კოორდინატთა სისტემა რ, რომელიც მოძრაობს სივრცეში და თავად რობოტთან შედარებით უმოძრაო რჩება.

ჩვენ უნდა განვსაზღვროთ რობოტის მდებარეობა, ანუ გვინდა ვიცოდეთ, როგორ გადავიტანოთ კოორდინატები ვდა რ.

გადაადგილების თავისუფლების ხარისხი

თავისუფლების გრადუსების რაოდენობა განსაზღვრავს დამოუკიდებელი ცვლადების (განზოგადებული კოორდინატების) მინიმალურ რაოდენობას, რომელიც აუცილებელია მექანიკური სისტემის მოძრაობის სრულად აღსაწერად.

ხისტ სხეულს, რომელიც მოძრაობს და ბრუნავს ერთგანზომილებიანი ბილიკის გასწვრივ, აქვს თავისუფლების ერთი ხარისხი - მთარგმნელობითი. ამის მაგალითი იქნება ლიანდაგზე მოძრავი მატარებელი.

ხისტ სხეულს, რომელიც მოძრაობს და ბრუნავს სიბრტყეზე, აქვს თავისუფლების 3 გრადუსი: 2 მთარგმნელობითი და 1 ბრუნვის. მაგალითი: მიწის რობოტი.

ხისტ სხეულს, რომელიც მოძრაობს და ბრუნავს 3D მოცულობაში, აქვს თავისუფლების 6 გრადუსი: 3 მთარგმნელობითი და 3 ბრუნვის. მაგალითი: მფრინავი რობოტი.

განსაკუთრებული შემთხვევაა ე.წ ჰოლონომიურირობოტი, რომელსაც შეუძლია მყისიერად გადაადგილება ნებისმიერი მიმართულებით მისი თავისუფლების გრადუსების სივრცეში (რობოტი ჰოლონომიულია, თუ კონტროლირებადი თავისუფლების გრადუსების რაოდენობა უდრის თავისუფლების გრადუსების საერთო რაოდენობას). ჰოლონომიური რობოტები არსებობს, მაგრამ მათ სჭირდებათ ბევრი ძრავა და უჩვეულო დიზაინი, რომლებიც ხშირად ძალიან არაპრაქტიკულია. თუმცა, ხმელეთის ჰოლონომიური რობოტების დანერგვა შესაძლებელია ომნი-ბორბლების გამოყენებით.

ვიდეოში ნაჩვენებია ოთხბორბლიანი რობოტის მაგალითი omnidirectional ბორბლებით.

ბორბლიანი რობოტის კონფიგურაციები

მობილური რობოტების მრავალი განსხვავებული კონფიგურაცია არსებობს.

არის ისეთებიც, რომლებიც ნაკლებად ხშირად გამოიყენება, მაგალითად, ორბორბლიან Segway პლატფორმას დინამიური ბალანსით აქვს კარგი სიმაღლე მცირე ფართობით და საკმაოდ მაღალი აჩქარებით.

ან როვერ Opportunity, რომელსაც აქვს ბორბლები ბუმებზე დიდი დაბრკოლებების დასაძლევად.

მაგრამ სხვა სახის კონფიგურაციები უფრო ხშირად გამოიყენება.

ეს არის მარტივი, საიმედო, მტკიცე მექანიზმები, რომლებიც შესაფერისია რობოტებისთვის, რომლებიც ძირითადად მოძრაობენ თვითმფრინავზე.

ყველა ეს რობოტი არაჰოლონომიურია (გამოიყენება ორი ძრავა, მაგრამ გადაადგილების თავისუფლების სამი ხარისხი). მაგალითად, მას არ შეუძლია მყისიერად გადაადგილება გვერდზე.

დიფერენციალური წამყვანი რობოტი

ეს კონფიგურაცია გამოიყენება .

დიფერენციალურ ამძრავ რობოტს აქვს ორი ძრავა, თითო თითოეულ ბორბალზე (ეს არის სურათზე დიდი ბორბლები). მოძრაობის მიმართულების შეცვლა მიიღწევა სხვადასხვა სიჩქარით (აქედან გამომდინარე სახელწოდება - დიფერენციალი).

• სწორი ხაზით გადასაადგილებლად ბორბლები იმავე სიჩქარით უნდა ბრუნავდეს.
• იმისთვის, რომ რობოტი ადგილზე შემობრუნდეს, საჭიროა სიჩქარის დაყენება სიდიდით იგივე, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით.
• სიჩქარის სხვა კომბინაციები იწვევს რკალის მოძრაობას

მოძრაობა რკალში

მოდით აღვნიშნოთ ბორბლების სიჩქარე (წრფივი სიჩქარე, რომლითაც ისინი „ფარავს“ ზედაპირს) და - მარცხენა და მარჯვენა ბორბლებს, შესაბამისად, და მანძილი ბორბლებს შორის.

მოსახვევი ბილიკის რადიუსის საპოვნელად, განიხილეთ მოძრაობის პერიოდი, რომლის დროსაც რობოტი მოძრაობს კუთხის მქონე წრიული რკალის გასწვრივ.

ავტომობილი/სტრაციკლი/საკიდი და პინიონი წამყვანი

ამ ტიპის რობოტს აქვს ორი ძრავა - ერთი გადაადგილებისთვის, მეორე ტაქსისთვის.

• ადგილზე ნორმალურად შემობრუნება არ შეიძლება.
• მუდმივი სიჩქარითა და ბრუნვის კუთხით ის მოძრაობს წრიულ რკალში.
• ოთხბორბლიანი მართვისთვის საჭიროა უკანა დიფერენციალი და ცვლადი კავშირი ("აკერმანის პრინციპი") საჭეებთან.

სამბორბლიანი რობოტის წრიული მოძრაობა

თუ ვივარაუდებთ, რომ ბორბლის გვერდითი სრიალი არ არის, ჩვენ ვკვეთთ წინა და უკანა ბორბლების ღერძებს მართკუთხა სამკუთხედის შესაქმნელად და შედეგი არის:

უკანა ბორბლებით აღწერილი ტრაექტორიის რადიუსი:

დროის განმავლობაში, მანძილი ამ წრიული რკალის გასწვრივ, რომელიც დაფარულია წამყვანი ბორბლებით, ტოლია, ასე რომ, კუთხე, რომლითაც რობოტი შემობრუნდება არის:

მექანიზმი

DC ძრავებს, როგორც წესი, აქვთ მაღალი სიჩქარე და დაბალი ბრუნვის მომენტი, ამიტომ გადაცემათა კოლოფი თითქმის ყოველთვის აუცილებელია რობოტის გასაკონტროლებლად.

თუ გადაცემათა კოლოფი 1აქვს ბრუნი, ახორციელებს ტანგენციალურ ძალას

on ტრანსფერი 2. ბრუნვის მომენტი გადაცემათა კოლოფი 2ამიტომაც

შორის კუთხური სიჩქარის ცვლილება გადაცემათა კოლოფი 1და გადაცემათა კოლოფი 2მოდით გამოვთვალოთ სიჩქარის გათვალისწინებით იმ წერტილში, სადაც ისინი ეხებიან:

• როდესაც პატარა გადაცემათა კოლოფი ამოძრავებს უფრო დიდს, მეორე გადაცემას ექნება უფრო მაღალი ბრუნვის მომენტი და დაბალი კუთხური სიჩქარე კბილის თანაფარდობის პროპორციულად.
• კომბინირებული ეფექტის მისაღწევად, მექანიზმები შეიძლება გაერთიანდეს ჯაჭვებში.

მოძრაობის შეფასება სენსორების გამოყენებით

ძალიან ხშირად, რობოტი აფასებს თავის მოძრაობას საკუთარი სენსორების მონიტორინგით. ეს შეიძლება იყოს, მაგალითად, ძრავის ძაბვის და ბორბლის სენსორები. ამ ინფორმაციას ე.წ ოდომეტრია.

მაგალითად, ძალიან მარტივი შეფასების საფუძველზე:

გავლილი მანძილი ძაბვისა და დროის პროპორციულია. აქ არის გამოთვლილი მუდმივი (ელექტროენერგიის და გეომეტრიის ცოდნის გამოყენებით), მაგრამ ასევე შეიძლება მიღებული იყოს შედეგად კალიბრაცია.

ენკოდერები უზრუნველყოფენ უფრო მეტ სიზუსტეს ბორბლის სიჩქარის გაზომვისას. ენკოდერის ინფორმაცია შეიძლება გარდაიქმნას ხაზოვან მანძილზე ბორბლის მუდმივი რადიუსის გამრავლებით. მაგრამ მაინც, როგორც წესი, უფრო მეტი სიზუსტისთვის, კალიბრაცია მაინც ხორციელდება.

რობოტის მოძრაობა და მდგომარეობა თვითმფრინავისთვის

თუ ვივარაუდებთ, რომ რობოტი შემოიფარგლება მხოლოდ თვითმფრინავზე მოძრაობით, მისი მდებარეობა შეიძლება განისაზღვროს სამი პარამეტრისგან შემდგარი მდგომარეობის ვექტორით:

და ისინი განსაზღვრავენ "რობოტის ცენტრის" წინასწარ განსაზღვრული წერტილის ადგილს მსოფლიო კოორდინატთა სისტემაში.

განსაზღვრავს ბრუნვის კუთხეს კოორდინატთა სისტემებს შორის (კუთხე და ღერძებს შორის).

ორი კოორდინატთა სისტემა ემთხვევა იმ მომენტში, როდესაც რობოტის ცენტრი არის საწყისში და .

ინტეგრალური მოძრაობა სიბრტყეზე

როდესაც მივიღებთ რობოტის მოძრაობებს დროის გარკვეულ მომენტებში, ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ რობოტის მიერ გავლილი მთელი გზა ამ მნიშვნელობების შეჯამებით, ან ზღვრამდე (როგორც განზომილებების რაოდენობა იკლებს) მათი ინტეგრირებით.

თვითმფრინავზე გადაადგილებისას გვაქვს თავისუფლების სამი ხარისხი პოზიციის დასადგენად, რომელიც წარმოდგენილია .

განვიხილოთ რობოტი, რომელსაც შეუძლია მხოლოდ წინსვლა ან ადგილზე მობრუნება:

როდესაც რობოტი სწორხაზოვნად მოძრაობს მანძილზე, ახალი მდგომარეობა გამოიხატება როგორც:

თუ არის მხოლოდ ბრუნვის მოძრაობა, კუთხით შემობრუნებისას:

2D წრიული მოძრაობის შეფასება

როგორც დიფერენციალური, ასევე სამბორბლიანი რობოტების შემთხვევაში, ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ გამონათქვამები და იმ შემთხვევისთვის, როდესაც არის მოძრაობა მხოლოდ წრიული რკალის გასწვრივ.