Введение 3
Постановка задачи 5
Обзор литературы 6
Глава 1. Среда симуляции 7
1.1. PhysX 8
Глава 2. Модель двухколесного робота с дифференциальным при­водом 9
2.1. Двухколесный робот с дифференциальным приводом 9
2.2. Кинематическая модель 10
2.3. Динамическая модель 12
Глава 3. Идентификация динамической модели 15
3.1. Задание модели в Unity 16
Глава 4. Позиционирование робота 19
Глава 5. Система управления роботом 21
5.1. Комплекс связи с внешней программой 21
5.2. Обратная связь по изображению 23
5.3. Отработка траектории движения робота 27
Глава 6. Эксперименты 29
Выводы 35
Заключение 36
Список литературы 37
Купить

В современном мире процесс автоматизации проникает во многие от­расли жизни: собираются транспортные средства на производствах, предо­ставляются различные услуги доставки мобильными роботами в кафе и оте­лях. Мобильные роботы обеспечивают высокую производительность работы различных предприятий как промышленных, так и сферы услуг. Нет необ­ходимости переживать об организации труда и ошибках, связанных с че­ловеческим фактором. Для развития процесса автоматизации необходимо всестороннее исследование возможности управления мобильным роботом, используя современные передовые способы разработки роботов. Одной из первоочередных задач является задача отработки движения робота по задан­ной траектории с помощью управления значениями на моторах колес. Такое движение часто используется в сельскохозяйственной промышленности ро­ботами, использующими GPS-навигацию, а также роботами-экскурсоводами или уже многим знакомыми роботами-пылесосами.
Работа с физическим прототипом робота может осложняться большой стоимостью его составных частей и исследовательского оборудования. Кро­ме того, существует риск неудачных и травмирующих экспериментов, кото­рые могут привести к поломке оборудования. Симуляция позволяет решать проблемы безопасности, позволяя предотвратить опасные для целостности и работоспособности робота ситуации, а также симуляция существенно эконо­мит время исследования в случае необходимости многократного повторения экспериментов, используя возможности одновременного запуска различных ситуаций, необходимых, например, для обучения нейронных сетей.
Благодаря продвинутым технологиям средств симуляции можно воссо­здать разнообразные поверхности, наделяя их необходимыми физическими свойствами, симулируя сопротивление и силу трения.
Некоторые исследователи считают, что работа в симуляции—это слиш­ком сложно и трудоемко [6]. Однако в действительности современные плат­формы имеют большой спектр возможностей, что позволяет реализовать все необходимое для решения поставленных задач без особых ограничений и усилий.
Учитывая развитие, которое получили различные движки симуляции за последнее время, актуальной становится задача исследования возможности использования средств симуляции для разработки систем управления мо­бильными роботами. В настоящее время доступно не так много бесплатных сред симуляции для эффективного проведения экспериментов по управле­нию транспортными средствами. В данной работе рассматривается платфор­ма Unity3D, являющаяся общедоступной средой разработки, имеет неплохую документацию и широко используется для решения различных задач. Несмот­ря на основное направление применения данной платформы в качестве среды для разработки компьютерных игр, что влечет за собой разносторонние упро­щения и оптимизации процессов вычисления, Unity поддерживает PhysX SDK 4, благодаря чему его можно использовать в качестве физического движка, для чего создано множество дополнительных возможностей описания взаимо­действия объектов окружающей среды и транспортных средств с физической точки зрения.
Купить