CC BY
36
Секция «Математические методы моделирования, управления и анализа данных»
УДК 519.713
С. М. Резников Научный руководитель - П. К. Лопатин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
УПРАВЛЕНИЕ МАНИПУЛЯЦИОННЫМ РОБОТОМ НА ОСНОВЕ БАЗОВОГО АЛГОРИТМА
Рассмотрено применение базового алгоритма для управления манипуляционным роботом в среде с неизвестными препятствиями.
Для управления манипуляционными роботами могут применяться различные алгоритмы. В данной работе использован базовый алгоритм [1]. Базовый алгоритм сводится к решению конечного числа задач ПИ планирования пути в среде с известными запрещенными состояниями. В качестве алгоритма для задачи ПИ использован алгоритм перебора в глубину [2].
Базовый алгоритм заключается в следующем.
Перед началом движения текущей конфигурацией q МР является q0, по ходу движения Алгоритм1 может вызываться из других текущих конфигураций МР.
Алгоритм
Если NBT = 0, то происходит окончание работы Алгоритма с сообщением о том, что объект захвачен быть не может. Иначе в качестве qT назначаем первую точку из BT.
ШАГ 1. МР находится в конфигурации qc. n:=0, qn:=qc. Исполнить
целевая_точка_запрещённая :=Алгоритм1 (qc, qT,
Bt, NBT) .
Если целевая_точка_запрещённая=НЕТ, происходит успешное окончание работы Алгоритма с сообщением о том, что объект захвачен в точке qT.
Если целевая_точка_запрещённая=ДА, происходит переход на ШАГ 2.
ШАГ 2. Если NBT =0, происходит окончание работы Алгоритма с сообщением о том, что объект не может быть захвачен МР ни в одной из целевых конфигураций. Если NBT^0, в качестве qT взять первую точку из BT и перейти на ШАГ 1. Конец Алгоритма.
Алгоритм1 получает значения в формате: Алго-ритм1^п, qT, BT, NBT) и посвящён выяснению вопроса о том, является ли точка qT достижимой из qn в неизвестной среде.
Алгоритм1
ШАГ 1. МР находится в qn (назовем ее «точка смены маршрута). СС доставляет информацию о Y(qn), Z(qn), Q(qn).
ШАГ 2. Выполняется
Nbt := Процедура1 (Bz Nbt, Q(qn)).
Если NBt = 0, происходит присвоение целе-вая_точка_запрещенная:=ДА и возврат в Алгоритм. Если NBt ф0, проверяем, оказалась ли выброшенной из Bt точка qT. Если да, то происходит присвоение целе-вая_точка_запрещенная:=ДА и возврат в Алгоритм,
если нет (то есть q осталась в BT) - то происходит переход на ШАГ 3.
ШАГ 3. Вызывается процедура ПИ с задачей сгенерировать линию L(qn,qт), удовлетворяющую следующим условиям:
1) L(qn,qT) соединяет qn и qT ;
U Q(qn)
1=0
2) L(qn,q ) не налегает на множество
т. е. ни на одну из запрещённых точек;
3) L(qn,qT) удовлетворяет конструктивным ограничениям (1).
Результатов работы процедуры ПИ может быть два: 1) ПИ возвращает сгенерированную траекторию и Алгоритм! переходит на ШАГ4; 2) ПИ сообщает о том, что L(qn,qT) сгенерирована быть не может, т.е. qT является недостижимой. В этом случае выполняется
^7':=Процедура2 (йт; NBT , qT), производится присвоение целевая_точка_запре-щённая:=ДА и происходит возврат в Алгоритм.
ШАГ 4. МР начинает движение по L(qn,qT). Исходов движения может быть два: 1) МР попадает в некоторую точку qJ eBT. В этом случае происходят присвоения qT:=qIT и целевая_точка_запрещённая:=НЕТ и выполняется возврат в Алгоритм; 2) МР придёт в некоторую точку q*, следующая за которой является запрещённой. В этом случае выполняем п:=п+1, qn:=q* и Алгоритм! переходит на ШАГ 1. Конец Алгоритма!.
Тестирование проводилось на примере с 4 звеньями манипулятора (см. таблицу).
Дискретность Время (секунды)
1° 0,3429
2° 0,0274
5° 0,0031
10° 0,0014
Библиографические ссылки
1. Лопатин П. К. Алгоритм захвата манипулятором объекта в неизвестной статической среде, Вестник СибГАУ. 2010. Вып. 3(29). С. 33-37.
2. Нильсон Н. Искусственный интеллект, М. : Мир, 1973.
© Резников С. М., Лопатин П. К., 2011
