ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АВТОНОМНОГО РОБОТА

Введение 3
1 Virtual Robot Experimentation Platform 6
1.1 Знакомство с V-REP 6
1.2 Интерфейс V-REP 11
1.3 Программирование в V-REP 14
1.4 Обзор датчиков в V-REP 18
1.5 Моделирование робота на основе двухмоторной тележки .... 24
1.6 Моделирование робота на основе четырехмоторной тележки . . 28
2 Моделирование движения робота в лабиринте 31
2.1 Программирование прямолинейного движения до препятствия . 31
2.2 Программирование поворота на месте на 90 градусов против
часовой стрелки 35
2.3 Программирование движения робота в лабиринте по правилу
левой руки 37
3 Моделирование движения робота по линии 40
3.1 ПИД-регулятор 40
3.2 Видеодатчик в V-REP 43
3.3 Программирование движения по линии 46
Заключение 48
Литература 49

Купить

Роботехника уверенным шагом вошла в современную жизнь общества. Об этом свидетельствуют феноменальные разработки, которые то и дело возни-кают в новостях, открытия специализированных общеобразовательных учреждений, а также мероприятия, проводимые на базе данных учреждений, ведение разного рода курсов и факультативов. Последнее указывает на то, что робототехника получила популярность и в образовании. Введение уроков робототехники в рабочий план общеобразовательных учреждений/учреждений дополнительного образования, открытие специальностей, связанных с этой отраслью, способствует развитию интереса учащихся к ней, как следствие, рост кадров в инновационных отраслях. Чтобы стимулировать интерес учащихся, проводятся соревнования и олимпиады по робототехнике на разных уровнях: городской, региональный, всероссийский, международный.
В связи с выше изложенным возникает вопрос: все ли учреждения имеют хорошую материально-техническую базу для осуществления образователь¬ной деятельности в этой области? Очевидно, ответ связан с финансированием, поэтому не все учреждения могут позволить себе такую "роскошь". Но как научиться конструировать роботов, не обладая необходимыми материалами?
В настоящее время большую популярность набирают разнообразные онлайн- курсы, так как они дают возможность обучения на дому, в удобное время с возможностью многократного воспроизведения материалов занятий. Та¬кого рода курсы позволяют получить требуемый навык при минимальных материальных затратах со стороны учащегося, развивая при этом нужные компетенции. Для решения проблемы материально-технического характера можно использовать виртуальные лаборатории. Они позволяют эмулировать выполнение практических упражнений по построению электрических схем, программированию микроконтроллеров и даже созданию и программированию роботов с высокой степенью достоверности. Виртуальные лаборатории могут использоваться учителем в школе,преподавателем в университете на занятиях.
На сегодняшний день известны следующие симуляторы: Actin, Gazebo, MORSE,OpenHRP, RoboDK, SimSpark, V-REP, Webots, 4DV-Sim, OpenRave. Проанализировав рынок симуляторов, которые можно использовать в качестве виртуальных лабораторий в образовательных целях, мы остановились на системе V-REP. V-REP - бесплатный симулятор для программирования роботов. Система V-REP обладает широким функционалом, поддерживается такими операционными системами, как Windows, Mac OS, Linux. Любой пользователь может скачать данный симулятор бесплатно, и использовать его только в учебных целях, при этом функционал данной системы не ограничивается. Основным языком программирования является язык Lua, в си¬стеме так же имеются библиотеки для программирования роботов с помощью C/C++, Python, Java, Matlab и некоторых других языков.
Актуальность темы исследования обусловлена повышенным спросом на данную область в сфере образования и отсутствие надлежащей материально-технической базы, что диктует изучение возможностей симуляторов. В связи с тем,что для изучения была выбрана система V-REP, которая не имеет справочной информации на русском языке, исследование ее возможностей является актуальным.
Таким образом целью данной выпускной квалификационной работы является разработка и создание действующего автономного робота в системе V-REP для проведения виртуальных экспериментов и прототипирования в области управления робототехническими системами.
В связи с этим перед нами были поставлены следующие задачи:
1. Подробно изучить систему V-REP;
2. Сформировать теоретическую справку по руководству данной системы;
3. Сравнить систему V-REP c системами ROS и Webots;
4. Изучить синтаксис языка Lua;
5. Изучить алгоритм движения робота в лабиринте;
6. Смоделировать движение робота в лабиринте;
7. Изучить алгоритм движения робота по линии;
8. Смоделировать движение робота по линии;
9. Разработать учебное пособие-руководство с методическими указаниями по работе с системой V-REP.
10. Разработать сайт, который будет содержать материалы по работе с дан-ной системой.
Объект исследования: система V-REP.
Предмет исследования: автономный робот в системе V-REP.

Купить