Négylábú lépegető robot mozgástervezése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Drexler Dániel András
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

A lépegető robotok képesek olyan területeken való közlekedésre is, melyek a kerekes járművek számára elérhetetlenek, emellett irányításuk egy igen összetett nemlineáris feladat. Nem meglepő tehát, hogy a lépegető robotok fejlesztése világszerte kedvelt téma a robotirányítások szakértőinek körében. A diplomaterv a BME IIT legújabb kutatási projektjét hivatott megalapozni, mely egy négylábú, quadruped robot megvalósítását célozza.

A diplomaterv elsődleges célja a quadruped robot irányításának a megvalósítása. A szakirodalom és az elméleti háttér áttekintése után kidolgoztam egy differenciálgeometriai módszereken alapuló irányítási stratégiát a robot számára. Ennek tesztelésére egy szimulációs környezetre volt szükség, melynek segítségével a robot hardverkonfigurációjának optimalizációja szintén lefolytatható. A szimulációs környezet megvalósításakor fontos szempont volt, hogy a szimulációnak az irányításhoz való csatlakozási felülete a hardverkapcsolatért felelős moduléval azonos legyen, így az eredmények a későbbiekben akár a létrehozott hardveren is tesztelhetőek.

Az irányítás két fő komponense a tömegközéppont áthelyezése és a lépésszervezés. A lépésszervezés a statikus járási stratégiát veszi alapul, a stabilitás kritériumaként a robot tömegközéppontjának és tartópoligonjának viszonyát véve alapul. A lépések célpontjainak kijelölésekor az algoritmus nemcsak biztosítja a robot stabilitását, de munkatér határait is figyelembe veszi. A tömegközéppont áthelyezése során szintén megtörténik a munkatér nagyságának vizsgálata, valamint a robot stabilitásának biztosítása.

A munkatér vizsgálatát a megtervezett algoritmus analitikus eszközökkel végzi, és a munkatér statikus és dinamikusan változó paramétereit beépíti az irányításba. Ez az újszerű módszer a munkatér jobb kihasználását eredményezi, mint a szakirodalomban található megoldások, ezáltal maximalizálja a robot mozgékonyságát.

A megvalósított irányítás szimulációs tesztjei alapján megtörtént a robot mechanikai felépítésének optimalizációja is. Az eredmények alapján a robot képes tetszőleges -- számára elérhető -- térbeli pozíció és orientáció felvételére, akár több, egymás utáni pontban is.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.