2 этап. Теоретические исследования поставленных перед ПНИ задач

По план-графику выполнены следующие работы:

- Разработана математическая модель системы управления движением робота

- Проведено моделирование системы управления робота

- Разработаны алгоритмы получения и обработки информации с датчиков робота

- Разработаны алгоритмы расчета управляющих воздействий и управления исполнительными механизмами робота

- Принято участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных результатов ПНИ

- Индустриальный партнер изготовил экспериментальный образец полноразмерной робототехнической платформы AR-601M, а также провел отладку экспериментального образца

Полученные результаты

Наше исследование сосредоточено на создании эффективной человекоподобной ходьбы для нового российского человекоподобного робота AR-601M. В исследовании представлены как сам робот AR-601M, так и упрощенная кинематическая модель робота AR-601M с 12 степенями свободы, учитывающая динамические характеристики движения. Моделирование было реализовано в Matlab / Simulink с использованием инструментов SimMechanics. Данное прикладное обеспечение для симуляции робота, используемое в исследовании, является общепризнанным мировым стандартом в исследовательских работах и индустриальном моделировании, и соответствует передовому уровню науки. Для обеспечения устойчивой походки эта модель использует базовые движения и является отправной точкой для разработки алгоритмов передвижения двуногого шагающего робота AR-601M. В настоящий момент мы расширяем эту базовую модель путем увеличения числа степеней свободы (а, значит, увеличения числа суставов) и усложнения модели, для того чтобы смоделировать точную кинематическую структуру робота AR-601M.

Среди представленных в нашей работе подходов для реализации были выбраны два подхода: базовые компоненты и критерий точки нулевого момента (ТНМ) для поддержания динамического равновесия робота; разработанные на основе этих подходов методы легли в основу нашего моделирования системы управления робота. Указанные два подхода были выбраны как наиболее соответствующие критериям проверки на данном этапе исследования для проверки адекватности модели симуляции робота и корректировки модели для последующей апробации более сложных подходов к управлению. На основе описанных выше подходов была улучшена модель робота и получен начальный результат по динамическому равновесию ДШР, который в текущий момент проходит апробацию с целью дальнейшего усложнения модели симуляции, алгоритмов и подходов управления роботом. В работе также описаны основные датчики робота AR-601М и подход к обработке собранной сенсорами робота информации, базирующийся на расширенном фильтре Калмана.

Нами была разработана функциональная и математическая модель управления движением антропоморфного робота. Описанная схема управления симуляцией робота в дальнейшем будет перенесена на реальный робот AR-601. Полученные результаты симуляции ходьбы модели робота подтверждают правильный выбор параметров симуляции внешних воздействий, правильную реализацию алгоритмов расчета управляющих воздействий и управления исполнительными механизмами робота. Далее, алгоритмы будут перенесены и апробированы на реальном роботе: имплементация разработанных подходов динамически устойчивой ходьбы робота AR-601M явится следующим шагом в разработке модели робота.

Результаты, полученные в ходе данного этапа, соответствуют требованиям технического задания к выполняемому проекту и являются значимыми для научно-технических задач, решаемых в ходе выполнения проекта. На основе разработанной нами модели и результатов симуляции, на следующем этапе работ будут имплементированы предложенные подходы и протестированы на роботе AR-601M, что позволит по результатам экспериментов доработать данные методы движения с учетом критериев сохранения устойчивого динамического равновесия.

В центре внимания

Сайт находится в технической разработке