📄Работа №129265
Тема: Разработка программно-аппаратного комплекса для управления системой роботов
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Информатика и вычислительная техника
Объем:
32 листов
Год:
2020
Просмотров:
187
4270
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 3
Постановка задачи 5
Обзор литературы 6
Глава 1. Математические модели 7
1.1. Прямая задача о положении 9
1.2. Обратная задача о положении 10
1.3. Выбор ближайшего решения 17
1.4. Перевод координат 17
1.5. Модель колесных роботов 17
1.6. Определение координат объектов 18
Глава 2. Архитектура системы 19
Глава 3. Программная реализация 21
3.1. Общее описание 21
3.2. Формат команд для управления 23
3.3. Интерфейсы для управления 26
3.4. Интерфейс построения сложных команд 28
3.5. Система технического зрения 29
Заключение 30
Список литературы 31
Приложение 32
Постановка задачи 5
Обзор литературы 6
Глава 1. Математические модели 7
1.1. Прямая задача о положении 9
1.2. Обратная задача о положении 10
1.3. Выбор ближайшего решения 17
1.4. Перевод координат 17
1.5. Модель колесных роботов 17
1.6. Определение координат объектов 18
Глава 2. Архитектура системы 19
Глава 3. Программная реализация 21
3.1. Общее описание 21
3.2. Формат команд для управления 23
3.3. Интерфейсы для управления 26
3.4. Интерфейс построения сложных команд 28
3.5. Система технического зрения 29
Заключение 30
Список литературы 31
Приложение 32
📖 Введение
Роботы позволяют выполнять операции, которые недоступны человеку по различным причинам, таким как физическая сложность, монотонность, опасные условия или же действия, связанные с работой в космосе. Но роботы несовершенны и сами по себе очень ограничены. Им необходимы «органы чувств» в виде разнообразных датчиков для восприятия информации об окружающей среде для взаимодействия с объектами и система управления. Существует множество подходов к реализации такой системы: от задания последовательности команд до разработки полноценного искусственного интеллекта.
В качестве одного из таких подходов можно выделить систему дистанционного управления, состоящую из компьютерной модели сцены, обновляющейся динамически при помощи использования показаний датчиков, и предоставляющую интерфейсы для различных режимов управления роботами. Такими режимами могут быть:
• выполнение требуемых операций в режиме симуляции без использования реальных роботов и окружения, что позволит сократить риски и затраты для проверки различных гипотез,
• копирующее управление,
• задание последовательностей высокоуровневых команд посредством специального интерфейса,
• сохранение последовательности команд по выполненным в симуляции операциям, для их дальнейшего воспроизводения при необходимости.
В данной работе будут рассмотрены реализации первых трех пунктов.
Для построения прототипа такой системы и полноценной проверки ее работоспособности необходимо иметь несколько видов роботов, оборудованных различными датчиками, чтобы проверить универсальность предложенного и реализованного подхода для возможного дальнейшего расширения системы на большее число роботов.
Конкретные роботы, для которых велась разработка и на которых проводились эксперименты, представлены на рис. 1.
Fanuc M-20iA оборудован шестиосевым силомоментным датчиком, пневматическим схватом и камерой. Трехколесный робот несет на себе плату Raspberry PI для приема команд и передачи управления на каждое из колес, приводимых в движение сервоприводом, и также оборудован датчиками по периметру для детектирования столкновений с объектами.
Постановка задачи
Разработать прототип комплекса для обеспечения различных режимов управления системой роботов разных типов. Для этого необходимо решить ряд задач:
• описать кинематические модели используемых роботов,
• реализовать кинематические модели на языке высокого уровня. Для роботов-манипуляторов решения прямой и обратной задачи на основе параметров Денавита-Хартенберга будет лучше представить в общем виде, чтобы для использования в системе других роботов необходимо было приложить минимум усилий: задать сами параметры и несколько функций. Для колесных роботов тоже лучше всего задать обобщенную и простую модель, но это не отменяет возможности при необходимости реализовать нечто более сложное и точное,
• создать 3Э-модели используемых роботов и окружения,
• создать пользовательский интерфейс для управления роботами,
• предложить архитектурный подход, поддерживающий работу с несколькими типами роботов,
• реализовать режим копирующего управления и режим выполнения последовательности действий.
В качестве одного из таких подходов можно выделить систему дистанционного управления, состоящую из компьютерной модели сцены, обновляющейся динамически при помощи использования показаний датчиков, и предоставляющую интерфейсы для различных режимов управления роботами. Такими режимами могут быть:
• выполнение требуемых операций в режиме симуляции без использования реальных роботов и окружения, что позволит сократить риски и затраты для проверки различных гипотез,
• копирующее управление,
• задание последовательностей высокоуровневых команд посредством специального интерфейса,
• сохранение последовательности команд по выполненным в симуляции операциям, для их дальнейшего воспроизводения при необходимости.
В данной работе будут рассмотрены реализации первых трех пунктов.
Для построения прототипа такой системы и полноценной проверки ее работоспособности необходимо иметь несколько видов роботов, оборудованных различными датчиками, чтобы проверить универсальность предложенного и реализованного подхода для возможного дальнейшего расширения системы на большее число роботов.
Конкретные роботы, для которых велась разработка и на которых проводились эксперименты, представлены на рис. 1.
Fanuc M-20iA оборудован шестиосевым силомоментным датчиком, пневматическим схватом и камерой. Трехколесный робот несет на себе плату Raspberry PI для приема команд и передачи управления на каждое из колес, приводимых в движение сервоприводом, и также оборудован датчиками по периметру для детектирования столкновений с объектами.
Постановка задачи
Разработать прототип комплекса для обеспечения различных режимов управления системой роботов разных типов. Для этого необходимо решить ряд задач:
• описать кинематические модели используемых роботов,
• реализовать кинематические модели на языке высокого уровня. Для роботов-манипуляторов решения прямой и обратной задачи на основе параметров Денавита-Хартенберга будет лучше представить в общем виде, чтобы для использования в системе других роботов необходимо было приложить минимум усилий: задать сами параметры и несколько функций. Для колесных роботов тоже лучше всего задать обобщенную и простую модель, но это не отменяет возможности при необходимости реализовать нечто более сложное и точное,
• создать 3Э-модели используемых роботов и окружения,
• создать пользовательский интерфейс для управления роботами,
• предложить архитектурный подход, поддерживающий работу с несколькими типами роботов,
• реализовать режим копирующего управления и режим выполнения последовательности действий.
✅ Заключение
В ходе данной работы был был построен работающий прототип системы, проведены эксперименты (в приложении указана ссылка на видеозаписи с демонстрацией работы) и решены следующие задачи:
• построена компьютерная модель рабочего окружения с учетом всех измерений и расстояний. Большая часть 3Б-моделей была создана собственноручно в 3Б-редакторах, модель робота Fanuc была найдена в сети Интернет,
• выбраны и описаны математические модели роботов,
• реализованы математические модели роботов с применением принципов проектирования архитектуры программного обеспечения,
• обеспечено выполнение действий в режиме симуляции, копирующее управление, сохранение и исполнение последовательности команд,
• построен пользовательский интерфейс, который позволяет выполнять описанные выше операции.
• построена компьютерная модель рабочего окружения с учетом всех измерений и расстояний. Большая часть 3Б-моделей была создана собственноручно в 3Б-редакторах, модель робота Fanuc была найдена в сети Интернет,
• выбраны и описаны математические модели роботов,
• реализованы математические модели роботов с применением принципов проектирования архитектуры программного обеспечения,
• обеспечено выполнение действий в режиме симуляции, копирующее управление, сохранение и исполнение последовательности команд,
• построен пользовательский интерфейс, который позволяет выполнять описанные выше операции.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.