Соревновония Lego роботов 1.Соревновония Lego роботов 2.

Поле

Аватар пользователя Овсянников Алексей Юрьевич

Поле представляет собой обычную баннерную ткань с нанесенным рисунком: зонами хранения грузов, пунктами выдачи товаров, точками ремонта и технического обслуживания мобильных роботов. Так же на баннере нанесены линии, обозначающие пути следования мобильных роботов. Это сделано с целью упрощения управления движением роботов - выбран самый простой способ, "движение вдоль линии до перекрестка". Каждая зона содержит перектестки, у которых мобильный робот останавливается и выбирает следующее действие.

Первый вариант поля выглядел так:

 

Серым обозначены места хранения грузов на складе (пункт 1). Стоит отметить, что к каждому из них мобильный робот может подъехать с двух сторон (на данном изображении - снизу и сверху).

У наблюдательных читателей уже мог возникнуть вопрос: почему у каждой серой зоны сделано по два перекрестка (обозначены пунктами 2 и 3)? Изначально предполагалось, что каждая серая зона сможет хранить по два груза - один левее, другой правее.

Пунктами 4 на рисунке обозначены точки выдачи товаров (аут-посты). Именно на одну из них мобильный робот должен доставить груз со склада. На нашей модели четыре аут-поста, то есть возможно одновременно выдавать товары четверым пользователям.

Ну и самая неочевидная зона, обозначенная пунктами 5, - это зона "гаражей" для технического обслуживания мобильных роботов. Нам сразу стало понятно, что в реальной системе, пусть даже самой отлаженной и совершенной, не обойдется без поломок и техобслуживания мобильных роботов. В нужный момент система просто отправит требующего ремонта робота в одну из точек-гаражей, где обслуживающий персонал сможет привести его в порядок. Там же при необходимости можно оборудовать пункты подзарядки/заправки роботов. Присутствие мобильного робота в зоне гаражей не мешает работе всей остальной системы.

Подобную карту необходимо было как-то в программе-сервер описать: указать существующие точки и проезды между ними. Причем описать так, чтобы потом легко можно было программно прокладывать маршрут. Для этой задачи очень хорошо подходит теория графов. В этом случае необходимо было как-то обозначить направления движения от каждой точки - чтобы мобильный робот мог определить, куда ему ехать. С этой целью на поле были добавлны цветовые метки у каждого перекрестка.

Кроме того, анализируя модель стало понятно, что при четырех аут-постах логично использовать не более четырех мобильных роботов, а для них уж никак не потребуется пять гаражей. В итоге число гаражей было снижено до трех - при нормальной работе системы все мобильные роботы не должны уйти на ремонт или техническое обслуживание. Еще одним значительным изменением явилось то, что перекрестки для входа на склад (пункты 2 и 3) были объединены. Связано это с габаритами мобильных роботов - когда два робота оказываются рядом на точках 2 и 3, то они просто зацепляют друг друга.

Второй вариант поля выглядел так:

Мобильный робот, оказавшись на перекрестке, получает от программы-сервера цвет, в сторону которого ему необходимо повернуться, и действие, которое требуется выполнить. Так, приехав с грузом на аут-пост 1, робот получит команду разгрузиться, далее команду повернуться до зеленого цвета и ехать вперед до перекрестка, далее повернуться до красного или синего цвета и ехать до следующего перекрестка и так далее.

С данной картой проект презентовался на фестивале "РобоФест 2013". В ходе работы выявились некоторые недостатки, исправляемые участниками "на ходу" - при различном освещении робот мог подъехать к перекрестку немного левее или правее середины, и при повороте не находил требуемую цветовую метку - датчик цвета просто проходил в стороне от метки. На фестивале проблема решалась с помощью цветных маркеров, которыми дорисовывались и удлиннялись метки. Кроме этого, опять же из-за различного освещения, робот мог неточно ехать снимать груз, или "криво" его поставить на склад. В итоге другие роботы их зацепляли во время движения.

Учтя все эти проблемы. был разработан итоговый вариант поля:

Карта была значительно переработана, количество мест на складе уменьшилось, но появился запас по габаритам - даже криво поставленный груз не мешал работе других мобильных роботов. Цветовые метки сразу были удлинены. Так же добавились линии проезда к складу, что позволило роботам точнее подходить к грузу и ставить его на склад. Немного изменились цвета, для более точного срабатывания датчиков цвета.

Загрузка склада осуществляется через стандартные аут-посты, то есть не выделяется специальной зоны "задняя дверь", к которой подвезут товары или почту. В данной схеме для подобных задач можно использовать гаражи, а ремонт и техосбслуживание мобильных роботов производить по ночам.