УПРАВЛЕНИЕ МОБИЛЬНЫМ РОБОТОМ С БОРТОВОЙ СИСТЕМОЙ ОБЪЕМНОГО ЗРЕНИЯ Хрущ А.В., Михайлов Б.Б. Научно-учебный центр Робототехника МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва. - презентация

1 УПРАВЛЕНИЕ МОБИЛЬНЫМ РОБОТОМ С БОРТОВОЙ СИСТЕМОЙ ОБЪЕМНОГО ЗРЕНИЯ Хрущ А.В., Михайлов Б.Б. Научно-учебный центр Робототехника МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва

2 О СНОВНЫЕ ЗАДАЧИ Получение информации о внешней среде и преобразование ее в форму, удобную для управления Планирование движения робота Управление роботом 1 2 3

3 П ОСТАНОВКА ГЛОБАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ

4 С ИСТЕМА ТРЕХМЕРНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ (СТТЗ) Электронн ая система Приемная система Проекцион ная система СТТЗ ПО Камера Проектор … D поверхность

5 Ф УНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА КОНТУРА УПРАВЛЕНИЯ МР

6 С ТРУКТУРА АЛГОРИТМА РАСПОЗНАВАНИЯ СЦЕНЫ Получение объемного описания сцены от СТТЗ Сегментация сценыРаспознавание препятствия Определение линейных размеров и ориентации препятствия Формирование файла отчета для системы управления

7 С ЕГМЕНТАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ. А НАЛИЗ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОЧЕК. Общее уравнение плоскости:

8 С ЕГМЕНТАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ. У СЛОВИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТОЧЕК НА 3 КЛАССА. 1 КЛАСС ТРЕУГОЛЬНИКОВ. Условия в математической форме:

9 С ЕГМЕНТАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ. У СЛОВИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТОЧЕК НА 3 КЛАССА. 2- ОЙ И 3- Й КЛАСС ТРЕУГОЛЬНИКОВ. Условия для 3-го класса треугольников:

10 П РИМЕР РАБОТЫ ОПИСАННОЙ ЧАСТИ АЛГОРИТМА

11 Р АЗДЕЛЕНИЕ ПО УРОВНЯМ

12 Т ИПОВОЙ НАБОР ПРЕПЯТСТВИЙ Несколько блоков Стена Дверь Стена-блок Блок/порог

13 О ПРЕДЕЛЕНИЕ ОРИЕНТАЦИИ И РАССТОЯНИЙ ДО ПРЕПЯТСТВИЯ Расстояние от робота (точка (0,0,0)) до плоскости: Угол между плоскостями:

14 Р АСПОЗНАВАНИЕ ПРЕПЯТСТВИЙ. К ЛАССИФИКАЦИЯ.

15 П РИМЕР РАБОТЫ АЛГОРИТМА Type: Some Blocks D = W = L = R = H = 59.06

16 Type: Door D = W = L = R = 195.0

17 Type: Barrier D = H = 79.63

18 Type: Wall D =

19 Р ЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ СТТЗ Ошибка измерения линейного размера Ошибка измерения углового размера поворот препятствия по часовой стрелкеповорот препятствия против часовой стрелки Ошибка измерения расстояния Ошибка с поправкой

20 Р ЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ РОБОТА ПО ДАННЫМ ОТ СТТЗ Ошибка всей системы Ошибка механики робота при отработке управляющего сигнала Ошибка СТТЗ

21 М ОДИФИКАЦИЯ АЛГОРИТМА A*. 3D СИМУЛЯТОР. Мобильный робот с СТТЗ Кадр 3D сцены Локальная цель

22 М ОДИФИКАЦИЯ АЛГОРИТМА A*. С ЕТКА НА ОБЛАСТИ 1400 X 1800 ММ размер ячейки 50ммразмер ячейки 5мм

23 М ОДИФИКАЦИЯ АЛГОРИТМА A*. В ЫДЕЛЕНИЕ НЕПРОХОДИМЫХ ЯЧЕЕК изображение сцены с поверхностью и выделенными ячейками изображение сцены с выделенными ячейками заполнение с избыточностью - квадратами заполнение без избыточности – кругами без учета габаритов МР с учетом габаритов МР

24 М ОДИФИКАЦИЯ АЛГОРИТМА A*. К УСОЧНО - ЛИНЕЙНЫЙ ПУТЬ Исходная не оптимизированная траектория Оптимизированная по линейным величинам траектория Оптимизированная по угловым величинам траектория Точки соединения отрезков после оптимизации1 Точки соединения отрезков после оптимизации2

25 П РИНЦИП УПРАВЛЕНИЯ МР - вектор управления -ошибки управления Цель в определенный момент времени Центр масс робота

26 Ф ОРМИРОВАНИЕ ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ Сигналы управления активными колесами Линейная и угловая скорость МР Реальная траектория движения Сигналы управления активными колесами:

27

28 В СЕ. С ПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !!!