16.03.2018 Hi-tech, софт, компьютеры

Задачи для запуска движения робота

Добрый день, уважаемые читатели моего блога!

Наша команда поэтапно двигается вперед в разработке шагающего робота.

Мы уже реализовали первое движение на нашем первом опытном образце – медленную ходьбу.

Сегодня в рамках моего блога я хотел бы рассказать Вам о данном достижении более подробно.

Исполненные решения разделяю на аппаратные – это конструкция и электроника, а также алгоритмические – это математические расчёты и ПО.

Для реализации движения мы провели значительные изменения в конструкции робота, конфигурации актуаторов суставов и системе управления.

Итого, нами реализованы следующие задачи:

Качественное поддержание заданных траекторий углов суставов с использованием 3-уровневой системы регулирования положения.
Оптимизация конфигурации приводов суставов для реализации динамичного движения и поддержания статических позиций робота (например, устойчивость на 1 ноге).
Датчиковое управление BLDC-двигателями – в 4 квадрантах с диапазоном скоростей от 0 до 850 Рад/с.
Обеспечение надёжности конструкции с целью ежедневного проведения экспериментов по движению.
Обеспечение точности измерения углов суставов робота с учётом применения калибровки, что позволяет достичь точности 0,2 градуса, а этого достаточно для реализации походки на нашем конструктиве.
Расчёт положения тела и центра масс в пространстве по данным датчиков суставов.
Планирование траекторий движения (стоп и ЦМ), который выполнен 2 методами – по методу прямого расчёта углов суставов и обратной и проверки на устойчивость, а также методами прогнозного управления (MPC).
Оптимизация параметров походки и синхронизация фаз шага для обеспечения движения без обратной связи.
Структура системы управления и конструкция первого робота рассчитана на реализацию движения по методу задания положения тела (position control).

Если будет интересно, в следующих блогах планирую детализировать методы решения приведённых задач или визуализировать результаты.

Сейчас работаем над ускорением движения, и, как минимум, нам необходимо: точнее формировать заданные расчётные координаты ключевых точек робота (таз, стопы, центр масс,); учитывать отличия модели робота от реальной конфигурации составных частей робота; оценивать ускорения частей тела, которые сложно измерять по данным датчиков положения и не идеальность поверхности.

Для этого мы реализуем систему удержания равновесия с обратной связью по устойчивости, которую на первом этапе оцениваем по датчикам нормали реакции опоры в стопах робота.

Надеюсь, Вам понравился мой блог.

Буду рад Вашим комментариям, до новых встреч.