РАЗРАБОТКА И ИМПЛЕМЕНТАЦИЯ АЛГОРИТМА
ПЛАНИРОВАНИЯ МАРШРУТА ГУСЕНИЧНОГО РОБОТА
“ИНЖЕНЕР” НА ОСНОВЕ СТАТИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ В RSE-СРЕДЕ В РЕЖИМЕ ДВИЖЕНИЯ К ЦЕЛИ
Введение
Обзор литературы 7
ГЛАВА 1. МОДЕЛИРОВАНИЕ 18
1.1 Среда разработки 19
1.2 Модель робота 20
1.3 Модель окружения 23
ГЛАВА 2. КОНТРОЛЛЕР 25
ГЛАВА 3. ПЛАНИРОВАНИЕ МАРШРУТА 29
Возможность сохранять равновесие 29
Поиск пути 35
ГЛАВА 4. ВИРТУАЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ 38
Заключение 46
Список Литературы: 47
На данный момент робототехника является активно развивающейся отраслью науки во всем мире. Роботы, созданные в процессе исследований, используются во многих сферах жизнедеятельности человека, в том числе в медицине [1], промышленности [2], социальной сфере [3,4], исследовании космоса [5], проведении спасательных и поисковых операций [6].
В спасательной робототехнике могут быть использованы мобильные и воздушные роботы. Среди видов мобильных роботов наиболее полезными для спасательной робототехники являются гусеничные роботы [7], так как основной задачей робота в данной области является достижение труднодоступных участков местности [8] или достижение мест опасных для человека [9]. К таким местам относятся радиоактивные участки местности, места с температурой, которую не способен переносить организм человека, а также места с повышенным риском обвала или обрушения стен зданий. Гусеничные роботы являются наиболее эффективными вследствие более высоких возможностей в плане преодоления препятствий и устойчивости [10]. При наличии вспомогательных устройств, таких как флипперы или дополнительные механические конечности, позволяющие опереться на недоступные для основных гусениц участки препятствий [11]. Кроме того, большая площадь соприкосновения с поверхностью позволяет гусеничным роботам перемещаться под большим наклоном, чем могут себе позволить колесные роботы. При этом для управления гусеничным роботом требуется меньше двигателей и гораздо меньше расчетов по сравнению с мобильными роботами, использующими для перемещения конечности. В спасательной робототехнике основными типами задач являются задачи создания карты окружающей местности [12], планирования маршрута [13], распознавание людей [14] и других объектов [15], а также задача помощи при эвакуации [16].
В ходе работы был реализован алгоритм планирования маршрута на основе статического равновесия, позволяющий найти безопасный путь для перемещения данного робота по RSE.
В процессе выполнения дипломной работы были решены следующие задачи:
• Исследованы существующие алгоритмы поиска маршрута на заданной карте;
• Создано несколько вариантов модели робота “Инженер” для использования в среде симуляции Gazebo;
• Среди созданных моделей экспериментально определена модель оптимальной сложности для проведения экспериментов;
• Разработана программа для определения возможности робота сохранять статическое равновесие в заданной точке;
• Разработана программа реализующая алгоритм поиска маршрута на RSE;
Работоспособность программ проверена путем проведения экспериментов в симуляции с применением различных конфигураций RSE.
Данная работа доступна по ссылке
https://git1ab.com/LIRS_Projects/Engineer-ros-gazebo-mode1
