«Исследование адаптивных алгоритмов передвижения шестиногого шагающего робота»




Скачать 1.12 Mb.
страница 1/19
Дата 25.08.2016
Размер 1.12 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19


Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ
МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

«ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ»
Пояснительная записка

к дипломному проектированию


на тему:

«Исследование адаптивных алгоритмов передвижения шестиногого шагающего робота»

Студент группы С-92 Луцкий Василий Андреевич


Руководитель дипломного проектирования И.П. Карпова





Допущен к защите «___» 2013 г.





Консультанты:


Специальная часть В.Э. Карпов


Конструкторско-технологическая часть В.Э. Карпов





Рецензент С.А. Зинченко




Заведующий кафедрой ВСиС А.В. Вишнеков



Москва 2013

Оглавление


Оглавление 2

1.Общая характеристика работы 5

1.1 Актуальность работы 5

1.2 Цель работы и задачи 6

2.Шагающие роботы 7

2.1 Значение роботов в современном мире 7

2.2 Анализ и сравнение видов передвигающихся роботов 8

2.3 Понятие шагающего робота и адаптивности 11

2.4 История шагающих роботов 12

2.5 Виды шагающих роботов 18

2.6 Конструктивные решения шестиногих роботов 20

2.7 Алгоритмы походок шестиногих роботов 25

2.8 Анализ рынка шестиногих роботов 30

2.9 Выводы 35

3.Робот Hexapod МР4-2012 36

3.1 Общее описание робота 36

3.2 Компоненты робота 37

3.3 Схема подключения сенсоров и сервоприводов к контроллерам: 44

3.4 Конструкция корпуса робота 47

3.5 Конструкция конечности 48

3.6 Выводы 49

4.Алгоритмы передвижения робота 51

4.1 Выбор базового алгоритма походки. 51

4.2 Алгоритм «3+3 инсектоподобный» 54

4.3 Основные принципы адаптивного передвижения 55

4.4 Алгоритмы передвижения робота 60

4.5 Выводы 64

5.Программный комплекс управления шестиногим роботом 65

5.1 Состав программно-аппаратного комплекса 65

5.2 Архитектура программного комплекса 65

5.3 Управляющая программа микроконтроллера 67

5.4 Программа управления движением роботом на «Hexapod Control» 68

5.5 Дополнительные программы 76

5.6 Вывод 78

6.Эксперименты 80

6.1 Полигон для проведения экспериментов 80

6.2 Серия экспериментов 1 - неадаптивное движение без коррекции 81

6.3Серия экспериментов 2 - движение с коррекцией по акселерометру 81

6.4 Серия экспериментов 3 - адаптивное движение без коррекции 81

6.5 Серия экспериментов 4 - адаптивное движение без коррекции 81

6.6 Выводы 82

7.Интеллектуальный анализ данных 83

7.1 Общие положения 83

7.2 Классификация поверхностей 86

7.3 Нейронные сети LVQ 87

7.4 Решение поставленной задачи классификации с помощью нейронной сети LVQ 90

класс 90

описание 90

касание 90

положение конечностей 90

1 90

Нога опущена до конца, но не достигла поверхности 90



нет 90

>=51 90


2 90

Нога опущена, робот опирается на нее 90

есть 90

20-50 90


3 90

Нога немного опущена 90

есть 90

-20-20 90



4 90

Нога поднята 90

нет 90

<= -20 90

7.5 Эксперименты с нейронной сетью 93

7.6 Выводы 94

8.Экономическая часть. Расчет сметной стоимости разработки 95

8.1 Наклалдные расходы 95

8.2 Заработная плата 97

8.3 Стоимость без учета налогов, прибыль , рентабельность 98

8.4 Расчет налогов 98

8.5 Общая сметная стоимость программно-аппаратного комплекса с учетом налогов 100

9.Охрана труда. Оптимальная освещенность при работе на ПЭВМ 101

10.Заключение 105

Список литературы 107

ПРИЛОЖЕНИЯ 110

Приложение А. Принципиальная схема контроллера 110

Приложение Б. Пример фрагмента mdf файла 111

Приложение В. Листинг консольной версии программы 113

Приложение Г. Листинг библиотеки адаптивного опускания ног Movemets.cpp 121

Приложение Д. Структура регистров и команд микроконтроллера 128

Приложение Е. Краткое руководство пользователя визуальной версии программы 131



1.Общая характеристика работы

1.1 Актуальность работы


В настоящее время шагающие машины являются популярным объектом исследования во всем мире. Огромное число научно-исследовательских коллективов в России и за рубежом уделяют огромное внимание шагающим машинам. Такая высокая популярность обусловлена тем, что шагающие машины обладают рядом преимуществ по сравнению с колесными и гусеничными машинами. В частности, шагающие машины лучше приспособлены к передвижению по поверхности со сложным рельефом и слабыми грунтами. Способность преодолевать сложные формы рельефа требует того, чтобы шагающая машина была адаптивной, т.е. могла приспосабливаться к изменяющейся форме рельефа. Однако большинство шагающих роботов, представленных сегодня на рынке, являются неадаптивными.

Реализация адаптивных алгоритмов передвижения подразумевает наличие у робота развитой сенсорики. Как правило, для реализации адаптивного передвижения необходимо, чтобы на роботе были установлены датчики-дальномеры для ориентации в пространстве, датчик-гироскоп для выравнивания в горизонтальной плоскости и датчики касания на ногах и на корпусе робота. Наличие этих сенсоров позволяет рассматривать робота как основу для сбора информации с последующим решением задачи интеллектуального анализа данных. Интеллектуальный анализ данных позволяет роботу адаптировать свои дальнейшие движения и решать ряд прикладных задач, таких как составление карты рельефа поверхности, по которой осуществляется передвижение.

Система управления такого робота довольно сложна. Она должна быть построена таким образом, чтобы реализовывать координированное движение всех ног, обеспечивающее заданное движение корпуса. Для реализации адаптивного алгоритма передвижения система должна, основываясь на показаниях сенсоров, определить положение робота относительно поверхности, по которой осуществляется передвижение и на основании этого устанавливать наиболее устойчивое положение робота.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19


База данных защищена авторским правом ©infoeto.ru 2022
обратиться к администрации
Как написать курсовую работу | Как написать хороший реферат
    Главная страница