KUKA मंच पर रोबोट कार्यों का कार्यान्वयन, भाग 1

प्रिय Geektimes पाठकों, आपका स्वागत है ITMO विश्वविद्यालय में MIS विभाग के छात्र डिजाइन ब्यूरो (रोबोटिक्स इंजीनियरिंग विभाग या RED) द्वारा। हम पहले से ही हमारे विश्वविद्यालय के ब्लॉग के बारे में लिखे जा चुके हैं ।

विश्वविद्यालय के विकास कार्यक्रम के ढांचे के भीतर, RED कई लक्ष्यों का पीछा करता है, और उनमें से एक अंतरराष्ट्रीय स्तर पर छात्र प्रतिस्पर्धी रोबोटिक्स में भागीदारी है। एक लॉन्च प्लेटफॉर्म के रूप में, लोकप्रिय अंतरराष्ट्रीय रोबोअप प्रतियोगिताओं का चयन किया गया था । रोबोकप में कई प्रकार की प्रतियोगिताएं हैं, जिसमें रोबोफुटबॉल से लेकर सामाजिक रूप से उन्मुख रोबोट की प्रतियोगिताएं शामिल हैं, जो 1997 से विभिन्न देशों में आयोजित की जाती रही हैं। रूसी टीमों ने भी प्रतियोगिताओं में भाग लिया और पुरस्कार जीते।

RED के तकनीकी उपकरणों और प्रतिस्पर्धी माहौल के विश्लेषण के आधार पर, प्रतियोगिताओं की संभावित श्रेणियों में से एक RoboCup @ कार्य था , जहां कई औद्योगिक मैनिपुलेटर अपने विशिष्ट कार्यों को करने में प्रतिस्पर्धा करते हैं। यह पसंद काफी हद तक इस तथ्य के कारण है कि विभाग के पास KUKA द्वारा बनाए गए कुछ औद्योगिक रोबोट हैं। youBot एक सर्वदिशात्मक मोबाइल प्लेटफॉर्म है, जिस पर दो-उंगली की पकड़ के साथ स्वतंत्रता के पांच डिग्री के साथ एक जोड़तोड़ स्थापित किया जाता है। पैकेज में शामिल हैं: लेजर रेंजफाइंडर URG-04LX-UG01 Hokuyo Automatic Co. 240 डिग्री पर 5600 मिमी की माप सीमा के साथ, जिसके साथ आप स्थानीयकरण और मानचित्रण को लागू कर सकते हैं; Microsoft Kinect के समान ASUS Xtion मोशन रिकग्निशन डिवाइस। रचनाकार रोबोट को शिक्षा के क्षेत्र के लिए पूरी तरह उपयुक्त मानते हैं।





आप बोर्ड पर एक ओएस स्थापित कर सकते हैं youBot कंट्रोलर (हमारे मामले में, Ubuntu 12.04), जो आपको रोबोट में निर्मित कंप्यूटर पर तुरंत नियंत्रण शुरू करने की अनुमति देता है। रोबोट के साथ संचार वाई-फाई मॉड्यूल के माध्यम से होता है।

YouBot के साथ काम करना औद्योगिक जोड़तोड़ जानने के लिए एक बहुत अच्छा अवसर है। लेकिन पहले, हमें खुद को और आपको व्यवसाय में परीक्षण करने की आवश्यकता है।

इस तरह के मूविंग मैनिपुलेटर्स के लिए एक स्पष्ट कार्य को लागू करने का निर्णय लिया गया था - लक्ष्य वस्तु को खोजने और पकड़ने के लिए। कार्यक्रम एल्गोरिथ्म इस प्रकार है:

1. स्थानीयकरण और मानचित्रण: लक्ष्य साइट का स्थान निर्धारित करना, जिस पर ऑब्जेक्ट खड़ा है, बाधाओं के बीच (बाधाएं कम बोर्ड हैं - "दीवारें") साइट के बाद के दृष्टिकोण के साथ।
2. : , , .
3. .

स्थानीयकरण समस्या को उपरोक्त लेजर रेंजफाइंडर का उपयोग करके हल किया गया है, और एएसयूएस एक्सियन का उपयोग करके मान्यता कार्य को हल किया गया है। हमें बस उन प्रोग्रामों को लिखना है जो इन सेंसर से डेटा प्रोसेस करते हैं (लाभ यह है कि इन उद्देश्यों के लिए तैयार-निर्मित लाइब्रेरी हैं), साथ ही साथ किसी तरह ऑब्जेक्ट कैप्चर को लागू करते हैं। इसके अलावा, आपको कार्य के सभी तीन भागों को एक ही सिस्टम में संयोजित करने की आवश्यकता है।

हमने आप पर नियंत्रण करने का निर्णय लिया, डेटा को प्रोसेस करना और सेंसर और रोबोट के बीच रोबोट ऑपरेटिंग सिस्टम का उपयोग करके संवाद करना। रॉब के बारे में और इसकी मदद से काम करने वाले रोबोट के बारे में पहले से ही आर्टिकल मौजूद थे। उदाहरण के लिए, यह हेक्सापॉड रोबोट के अद्भुत कार्यान्वयन के बारे में बताता है, जिसमें पार्सिंग लोहे से लेकर और आरओएस नियंत्रण के तहत सभी नोड्स के संयोजन के लिए एक मॉडल डिज़ाइन किया गया है।

बस मामले में, हम याद करते हैं कि आरओएस रोबोट के साथ काम करने के लिए एक रूपरेखा है जो विभिन्न सॉफ्टवेयर घटकों के विकास और एकीकरण की सुविधा देता है। आरओएस का उपयोग शौकिया और शैक्षिक दोनों परियोजनाओं में और औद्योगिक रोबोट कार्यक्रमों के विकास के लिए किया जाता है। यह ध्यान देने योग्य है कि आरओएस का दूसरा संस्करण वर्तमान में विकसित किया जा रहा है , जो विकासशील रोबोटों के लिए और भी अधिक सुविधाओं को शामिल करने का वादा करता है।

आरओएस एक मानक ओएस की कई सेवाएं प्रदान करता है: हार्डवेयर अमूर्त, निम्न-स्तरीय डिवाइस नियंत्रण, प्रक्रियाओं के बीच संदेश पारित करना, और पैकेट प्रबंधन। आरओएस में दो भाग होते हैं: आरओएस सॉफ्टवेयर कोर ही , और आरओ-पीकेजी , पैकेज का एक सेट ( पैकेज)), जिसके अंदर कोई भी डेटा, लाइब्रेरी, एक्जीक्यूटेबल और कॉन्फ़िगरेशन है, तार्किक रूप से एक उपयोगी मॉड्यूल में संयुक्त है।

आरओएस में संचार के घटकों की बुनियादी अवधारणाओं नोड्स (हैं नोड ), संदेश ( संदेश ) और विषयों ( विषय)। एक नोड एक चलने वाली प्रक्रिया है जो अन्य प्रक्रियाओं के साथ संवाद कर सकती है। विषय - एक नामित पाइप जो विभिन्न नोड्स को जोड़ता है। ROS ग्राफ़ आर्किटेक्चर पर आधारित है, जहाँ डेटा प्रोसेसिंग नोड्स में होती है जो आपस में संदेश प्राप्त और प्रसारित कर सकते हैं। इन संदेशों को उन विषयों में प्रकाशित किया जाता है जो संदेशों को ब्याज समूहों में विभाजित करते हैं। जब एक निश्चित नोड को कुछ डेटा के साथ संदेश प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, तो यह नोड एक विशिष्ट विषय की सदस्यता लेता है। इस के कारण नोड्स "ग्राहक-प्रकाशक» (के बीच एक रिश्ता है प्रकाशक-ग्राहक )।

हमारे मामले में, ROS कर्नेल youBot कंट्रोलर पर ही चलता है, और वहाँ एक डाटा प्रोसेसिंग ग्राफ तीन प्रोग्राम नोड्स (स्थानीयकरण, ऑब्जेक्ट मान्यता और कैप्चर) के बीच आयोजित किया जाता है। ये नोड उपयुक्त विषयों में अपने काम पर डेटा प्रकाशित करते हैं, चाहे वह लक्ष्य प्लेटफॉर्म पर पहुंचने वाले रोबोट या ऑब्जेक्ट के निर्देशांक के बारे में जानकारी हो। तीन विषयों के लिए, मुख्य नियंत्रण नोड पर हस्ताक्षर किए जाते हैं, जो अन्य तीन के काम की निगरानी करता है, और एक विशेष विषय में कमांड प्रकाशित करता है, जिसमें प्रबंधित नोड्स सब्सक्राइब किए जाते हैं। इसलिए, नियंत्रण ग्राफ इस तरह दिखता है:



काम को गति देने के लिए, हम तीन टीमों में विभाजित हैं, जिनमें से प्रत्येक को तीन नोड्स में से एक को लागू करना था।

अगले लेख में हम बताएंगे कि कैसे हम स्थानीयकरण को लागू करने में कामयाब रहे, और इसके लिए हमने क्या किया।
हमारे साथ रहो।

Source: https://habr.com/ru/post/hi392419/