Μέθοδοι Σχεδίασης κίνησης

Σχετικά έγγραφα
ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΗΓΡΑΦΗΣΗ

ΥΣ02 Τεχνητή Νοημοσύνη Χειμερινό Εξάμηνο

Φυσική για Μηχανικούς

Εισαγωγή στην Ρομποτική

Τεχνητή Νοημοσύνη. 2η διάλεξη ( ) Ίων Ανδρουτσόπουλος.

ΙΣΟΣΤΑΤΙΚΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΜΕ ΣΥΝΔΕΣΜΟΥΣ Υπολογισμός αντιδράσεων και κατασκευή Μ,Ν, Q Γραμμές επιρροής. Διδάσκων: Γιάννης Χουλιάρας

Σ 1, Σ 2... Σ N p 1, p 2,... p N k 1, k 2... k n

1. Τι είναι η Κινηματική; Ποια κίνηση ονομάζεται ευθύγραμμη;

Κίνηση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

. Πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα, καθώς η παράμετρος χρόνος υποχρεωτικά μεταβάλλεται σε κάθε είδους κίνηση. Η επιλογή της χρονικής στιγμής t o

Σχεδιασμός Κίνησης σε Δισδιάστατα Περιβάλλοντα που Περιλαμβάνουν Εμπόδια Άγνωστης Τροχιάς

12. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΠΟΡΕΙΑΣ (PATH PLANNING)

1. Όταν λέμε ότι κάποιος κινείται ευθύγραμμα με σταθερή επιτάχυνση 5m/s 2 εννοούμε ότι:

ΕΠΙΛΥΣΗ ΥΠΕΡΣΤΑΤΙΚΩΝ ΦΟΡΕΩΝ Μέθοδος Castigliano Ελαστική γραμμή. Διδάσκων: Γιάννης Χουλιάρας

Γ. Β Α Λ Α Τ Σ Ο Σ. 4ο ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΛΑΜΙΑΣ 1. Γιώργος Βαλατσός Φυσικός Msc

Μετατόπιση, είναι η αλλαγή (μεταβολή) της θέσης ενός κινητού. Η μετατόπιση εκφράζει την απόσταση των δύο θέσεων μεταξύ των οποίων κινήθηκε το κινητό.

Breakdance Computer Game σε Scratch.

Δυναμική στο επίπεδο. Ομάδα Γ.

Α) ΕΝΑ ΚΙΝΗΤΟ. 1) Πληροφορίες από διάγραμμα x-t.

Α. Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗΣ. = t. (1) 2 επειδή Δx 1 = Δx 2 = Δ xoλ / 2 Επειδή Δx 1 = u 1 t 1, από την

Ασκήσεις στις κινήσεις

Ισορροπία - Γ Νόμος Newton. 1) Να συμπληρώσετε τον πίνακα για κάθε αλληλεπίδραση. Τριβές αμελητέες. Σ1 Σ2 N S Ν S

Υπολογιστικής Σκέψης

Κ ε φ. 1 Κ Ι Ν Η Σ Ε Ι Σ

1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Α. ΜΟΝΑΔΕΣ Β. ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ ΓΩΝΙΩΝ ΚΡΕΜΑΣΤΑΣ ΙΩΑΝΝΗΣ

Ασκήσεις στην ευθύγραμμη ομαλή κίνηση

Π Ο Λ Ι Τ Ι Κ Α Κ Α Ι Σ Τ Ρ Α Τ Ι Ω Τ Ι Κ Α Γ Ε Γ Ο Ν Ο Τ Α

Φυσική για Μηχανικούς

Φύλλο εργασίας 6. Αποφυγή εμποδίων. Χωριστείτε σε ομάδες 2-3 ατόμων και απαντήστε στις ερωτήσεις του φύλλου εργασίας.

Φυσική για Μηχανικούς

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.1 ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΚΙΝΗΣΗ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΝΟΤΗΤΑ 2: Αυτόνομα Ευφυή Κινούμενα Ρομποτικά Συστήματα

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd stvrentzou@gmail.com

ΑΕΠΠ Ερωτήσεις θεωρίας

ΛΥΚΕΙΟ ΑΓΙΑΣ ΦΥΛΑΞΕΩΣ ΛΕΜΕΣΟΣ Σχολική Χρονιά: ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ MAIOY - ΙΟΥΝΙΟΥ

ΛΥΚΕΙΟ ΕΘΝΟΜΑΡΤΥΡΑ ΚΥΠΡΙΑΝΟΥ(ΣΤΡΟΒΟΛΟΥ) ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΤΑΞΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΙΟΥ ΙΟΥΝΙΟΥ 2010

Φυσική Β Γυμνασίου - Κεφάλαιο 2: Κινήσεις ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΚΙΝΗΣΕΙΣ. Φυσική Β Γυμνασίου

Δυναμική στο επίπεδο. Ομάδα Γ.

1ο μέρος 1. Φτιάχνουμε την πίστα. Μια ενδεικτική πίστα φαίνεται παρακάτω:

ΜΗΧΑΝΙΚΗ. ΕΝΟΤΗΤΑ 1η. ΚΕ Φ ΑΛ ΑΙ Ο 3 :Η έννοια της δ ύναμ ης

ΕΝΟΤΗΤΑ 2: Αυτόνομα Ευφυή Κινούμενα Ρομποτικά Συστήματα

Φυσική για Μηχανικούς

Γενικά Σχόλια Αξιολόγησης Εργασιών Α εξαμήνου Β κύκλου Σπουδών ΠΜΣ ΣΤΕΜ

Φυσική γενικής παιδείας

Οι δυναμικές δομές δεδομένων στην ΑΕΠΠ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 22 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ IV. ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ IV Ασκήσεις για το Robolab

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 A ΦΑΣΗ

1. Τι είναι η Κινηματική; Ποια κίνηση ονομάζεται ευθύγραμμη;

1. Ποια μεγέθη ονομάζονται μονόμετρα και ποια διανυσματικά;

1.1. Κινηματική Ομάδα Δ.

Επιχειρησιακή Έρευνα I

1. Μια σφαίρα κινείται ευθύγραμμα και στο παρακάτω σχήμα βλέπετε την θέση της Α για t=0.

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟ ΩΝ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΤΡΟΧΙΑΣ ΓΙΑ ΤΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ ΚΙΝΗΣΗΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ

Ευθύγραμμη ομαλή κίνηση: Θέση Μετατόπιση Ταχύτητα Διαγράμματα

Φυσική Α Λυκείου Διαγώνισμα Κινηματική. Θέμα 1 ο. Φυσική Α Λυκείου: Διαγώνισμα Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή;

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ

Κεφάλαιο 2. Κίνηση κατά μήκος ευθείας γραμμής

Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1ο Ε Υ Θ Υ Γ Ρ Α Μ Μ Η Κ Ι Ν Η Σ Η

ΠΛΑΤΩΝΑΣ Έργο ΓΓΕΤ 1SME2009

ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΥΛΙΚΟΥ ΣΗΜΕΙΟΥ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

Δυναμική στο επίπεδο. Ομάδα Γ.

Κριτήριο αξιολόγησης στην κινηματική.

Εργαστήριο Προγραμματισμού και τεχνολογίας Ευφυών συστημάτων (intelligence)

ΘΕΜΑ Α Να γράψετε στην κόλα σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Σενάριο 16: Ο κόσμος του Robby

1. Η διαδικασία, με την οποία κάθε στοιχείο ενός συνόλου Α αντιστοιχίζεται σ ένα ακριβώς στοιχείο ενός άλλου συνόλου Β είναι συνάρτηση.

Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

Πτυχιακή Εργασία Οδηγώντας ένα Ρομποτικό Αυτοκίνητο με το WiFi. Η Ασύρματη Επικοινωνία, χρησιμοποιώντας

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ. f (x) =, x 0, (1), x. lim f (x) = lim = +. x

Δυναμικές Δομές Δεδομένων Λίστες Δένδρα - Γράφοι

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. Στατιστική????? Κάθε μέρα ερχόμαστε σε επαφή 24/02/2018

Α.1 Να προσδιορίσετε την κάθετη δύναμη (μέτρο και φορά) που ασκεί το τραπέζι στο σώμα στις ακόλουθες περιπτώσεις:

Προβλήματα, αλγόριθμοι, ψευδοκώδικας

ΕΙΔΗ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ

ΦΥΣ Διάλ Άλγεβρα. 1 a. Άσκηση για το σπίτι: Διαβάστε το παράρτημα Β του βιβλίου

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ ΘΕΩΡΙΑ

Μαθηματικά: Αριθμοί, επίπεδο 2 και άνω. εξερευνώντας τους αριθμούς: Μεγαλύτερο από, Μικρότερο από

ΛΥΚΕΙΟ ΑΓΙΟΥ ΣΠΥΡΙΔΩΝΑ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΙΟΥ ΤΑΞΗ: Β ΗΜΕΡ.: 31/05/2011

Εξελιγµένες Τεχνικές Σχεδιασµού

φυσική κεφ.2 ΚΙΝΗΣΕΙΣ

Σενάριο 14: Προγραμματίζοντας ένα Ρομπότ ανιχνευτή

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Β ΛΥΚΕΙΟΥ - ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Συλλογή θεμάτων 3 & 4

m αντίστοιχα, εκτελούν Α.Α.Τ. και έχουν την

Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

Το πρόβλημα μονοδρόμησης (The One-Way Street Problem)

Προτεινόμενο διαγώνισμα Φυσικής Α Λυκείου

Στο στάτη της μηχανής εφαρμόζεται ένα 3-φασικό σύστημα ρευμάτων το οποίο παράγει στο εσωτερικό της στρεφόμενο ομογενές μαγνητικό πεδίο

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ. υ = σταθερη (1) - Με διάγραμμα :

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΦΥΣΙΚΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α (ΛΥΣΕΙΣ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 13/10/2013

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ ΚΑΙ ΟΜΑΛΗ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ

Ξέρουμε ότι: Συνάρτηση-απεικόνιση με πεδίο ορισμού ένα σύνολο Α και πεδίο τιμών ένα σύνολο Β είναι κάθε μονοσήμαντη απεικόνιση f του Α στο Β.

ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΠΤΩΣΗ

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Οργάνωση εδομένων Κεφάλαιο 11ο ομές εδομένων

Transcript:

Μέθοδοι Σχεδίασης κίνησης Τασούδης Σταύρος Ο προγραμματισμός τροχιάς(trajectory planning) είναι η κίνηση από το σημείο Α προς το σημείο Β αποφεύγοντας τις συγκρούσεις με την πάροδο του χρόνου. Αυτό μπορεί να υπολογιστεί και στις discrete και συνεχείς μεθόδους. Ο προγραμματισμός τροχιάς είναι μια σημαντική περιοχή στη ρομποτική καθώς δίνει τρόπο στα αυτόνομα οχήματα. d p s d 0 5 0 4 6 [ Π λ η κ τ ρ ο λ ο γ ή σ τ ε τ η δ ι ε ύ θ υ ν σ η τ η ς ε τ α ι ρ ε ί α ς ] [ Π λ η κ τ ρ ο λ ο γ ή σ τ ε τ ο ν α ρ ι θ μ ό τ η λ ε φ ώ ν ο υ ] [ Π λ η κ τ ρ ο λ ο γ ή σ τ ε τ ο ν α ρ ι θ μ ό φαξ] 1 3 / 1 / 2 0 1 1

Περιεχόμενα 1. Προγραμματισμός τροχιάς... 2 1.1 Εισαγωγή... 2 1.2 Η προσέγγιση αποσύνθεσης κυττάρων... 3 1.2.1 Ακριβής αποσύνθεση κυττάρων (exact cell decompotition )... 3 1.2.2 Η κατά προσέγγιση αποσύνθεση κυττάρων (approximate cell decomposition)... 4 1.3 Η πιθανή προσέγγιση τομέων(the potential field approach)... 5 1.4 Η προσέγγιση Χαρτών διαδρομών(the roadmap approach)... 5 1.5 Problem Constraints... 6 1.5.1 Kινούμενα εμπόδια... 6 Βιβλιογραφία... 7 1. Προγραμματισμός τροχιάς 1.1 Εισαγωγή Ο προγραμματισμός τροχιάς(trajectory planning) είναι η κίνηση από το σημείο Α προς το σημείο Β αποφεύγοντας τις συγκρούσεις με την πάροδο του χρόνου. Αυτό μπορεί να υπολογιστεί και στις discrete και συνεχείς μεθόδους. Ο προγραμματισμός τροχιάς είναι μια σημαντική περιοχή στη ρομποτική καθώς δίνει τρόπο στα αυτόνομα οχήματα. Ο προγραμματισμός τροχιάς αναφέρεται μερικές φορές ως προγραμματισμός κινήσεων και λανθασμένα ως προγραμματισμός πορειών. Ο προγραμματισμός τροχιάς είναι ευδιάκριτος από τον προγραμματισμό πορειών δεδομένου ότι είναι μέχρι παραμετροποιημένος με το χρόνο. Ουσιαστικά ο προγραμματισμός τροχιάς καλύπτει τον προγραμματισμό πορειών εκτός από τον προγραμματισμό του πώς να κινηθεί βασισμένος στην ταχύτητα, το χρόνο, και στις κινηματικές. (Robotics/Navigation/Trajectory Planning) Ο βαθμός δυσκολίας του προγραμματισμού κινήσεων στα ρομπότ ποικίλλει πολύ ανάλογα με μερικούς παράγοντες: εάν όλες οι πληροφορίες σχετικά με τα εμπόδια (δηλ. μεγέθη, θέσεις, κινήσεις, κ.λπ.) είναι γνωστές πριν από τις κινήσεις ρομπότ και εάν αυτά τα εμπόδια κινούνται γύρω από ή παραμονή σε ισχύ καθώς το ρομπότ κινείται. Το απλούστερο σενάριο, και επομένως ερευνημένο και κατανοητό, είναι όταν έχουμε σταθερά εμπόδια με τελείως γνωστές διαστάσεις στο χώρο. Σε αυτή την περίπτωση, όλα τα εμπόδια καθορίζονται στις θέσεις τους, και όλες οι λεπτομέρειες για αυτά τα εμπόδια είναι γνωστές προτού να πραγματοποιηθεί ο προγραμματισμός πορειών. Το πρόβλημα για το ρομπότ, που είναι γνωστό ως βασικό πρόβλημα προγραμματισμού κινήσεων, μπορεί να οριστεί ανεπίσημα το να φτάσεις από μια αφετηρία και να 2

τελειώσεις σε ένα σημείο χωρίς σύγκρουση με οποιαδήποτε εμπόδια. Αυτό το πρόβλημα λύνεται συνήθως στα ακόλουθα δύο βήματ (Stanford.edu, 1998-99) α: Καθορισμός μιας γραφικής παράστασης για να αντιπροσωπευτεί μια γεωμετρική δομή του περιβάλλοντος. Εκτέλεση μιας αναζήτησης γραφικών παραστάσεων για να βρεθεί ένα συνδεδεμένο συστατικό μεταξύ του κόμβου που περιέχει το σημείο έναρξης και του κόμβου που περιέχει το σημείο προορισμού. Οι περισσότερες από τις υπάρχουσες μεθόδους για τον σχεδιασμό κίνησης ρομπότ βασίζονται στην έννοια του Χώρου Διαμορφώσεων και ταξινομούνται σε τρεις γενικές κατηγορίες (Ξιδιάς, 2008) : σε αυτές που βασίζονται Στην Κατάτμηση σε κελιά (Cell decomposition), Στα Τεχνητά Δυναμικά πεδία (Artificial Potential fields) Σε αυτές που βασίζονται στους Χάρτες διαδρομών (Roadmaps). 1.2 Η προσέγγιση αποσύνθεσης κυττάρων Η βασική ιδέα πίσω από αυτήν την μέθοδο είναι ότι ένα μονοπάτι μεταξύ της αρχικής διαμόρφωσης και της διαμόρφωσης του στόχου μπορεί να καθοριστεί με την υποδιαίρεση του ελεύθερου χώρου σε μικρότερες περιοχές αποκαλούμενες κύτταρα. Μετά από αυτήν την αποσύνθεση, μια γραφική παράσταση συνδετικότητας, κατασκευάζεται σύμφωνα με τις σχέσεις γειτνίασης μεταξύ των κυττάρων, όπου οι κόμβοι αντιπροσωπεύουν τα κύτταρα στον ελεύθερο χώρο, και οι συνδέσεις μεταξύ των κόμβων δείχνουν ότι τα αντίστοιχα κύτταρα είναι το ένα δίπλα στο άλλο. 1.2.1 Ακριβής αποσύνθεση κυττάρων (exact cell decompotition ) Το πρώτο βήμα σε αυτόν τον τύπο αποσύνθεσης κυττάρων είναι να αποσυντεθεί ο ελεύθερου χώρου, που είναι οριακός και εξωτερικά και εσωτερικά από τα πολύγωνα, στα τραπεζοειδή και τριγωνικά κύτταρα,απλά σχεδιάζοντας τα παράλληλα τμήματα γραμμών από κάθε vertex κάθε εσωτερικού πολυγώνου στο διάστημα διαμόρφωσης στο εξωτερικό όριο. Κατόπιν κάθε κύτταρο είναι αριθμημένο και αντιπροσωπευόμενο ως κόμβος στη γραφική παράσταση συνδετικότητας. 3

1.2.2 Η κατά προσέγγιση αποσύνθεση κυττάρων (approximate cell decomposition) Αυτή η προσέγγιση στην αποσύνθεση κυττάρων είναι διαφορετική επειδή χρησιμοποιεί μια επαναλαμβανόμενη μέθοδο για να συνεχίσει να διαιρεί τα κύτταρα έως ότου εμφανίστεί ένα από τα ακόλουθα σενάρια (Stanford.edu, 1998-99): Κάθε κύτταρο βρίσκεται είτε σε εντελώς ελεύθερο χώρο είτε εντελώς στην περιοχή C-εμποδίων Ένα αυθαίρετο αποτέλεσμα ορίου επιτυγχάνεται. Μόλις ένα κύτταρο εκπληρώσει ένα από αυτά τα κριτήρια, σταματά. Αυτή η μέθοδος καλείται επίσης «quadtree». 4

1.3 Η πιθανή προσέγγιση τομέων(the potential field approach) Η πιθανή μέθοδος τομέων περιλαμβάνει τη διαμόρφωση του ρομπότ ως μόριο που κινεί υπό την επήρεια ένός πιθανού τομέα που καθορίζεται από το σύνολο εμποδίων και του προορισμού στόχων. Αυτή η μέθοδος είναι συνήθως πολύ αποδοτική επειδή σε κάθε στιγμή η κίνηση του ρομπότ καθορίζεται από τον πιθανό τομέα στη θέση της. Κατά συνέπεια, οι μόνες υπολογισμένες πληροφορίες έχουν την άμεση σχετικότητα στην κίνηση του ρομπότ και καμία υπολογιστική δύναμη δεν σπαταλιέται. Είναι επίσης μια ισχυρή μέθοδος επειδή παράγεται εύκολα στις επεκτάσεις. Παραδείγματος χάριν, δεδομένου ότι οι πιθανοί τομείς είναι πρόσθετοι, η προσθήκη ενός νέου εμποδίου είναι εύκολη επειδή ο τομέας για εκείνο το εμπόδιο μπορεί να προστεθεί απλά στο παλαιό. 1.4 Η προσέγγιση Χαρτών διαδρομών(the roadmap approach) Αυτή η προσέγγιση εξαρτάται από τις έννοιες του διαστήματος διαμόρφωσης και της συνεχούς πορείας. Ένα σύνολο μονοδιάστατων καμπυλών, κάθε μια από τις οποίες συνδέει δύο κόμβους των διαφορετικών πολύγωνων εμποδίων, βρίσκεται στον ελεύθερο χώρο και αντιπροσωπεύει ένα roadmap R. Δηλαδή όλα τα τμήματα γραμμών που συνδέουν το vertex ενός εμποδίου με το vertex ενός άλλου χωρίς να εισέρχονται στο εσωτερικό οποιωνδήποτε πολυγωνκών εμποδίων και αν σύρονται. Αυτό το σύνολο πορειών καλείται roadmap. Υπάρχουν διάφοροι τύποι roadmaps, συμπεριλαμβανομένης της γραφικής παράστασης διαφάνειας(the visibility graph), του διαγράμματος Voronoi, των καθαρών διαδρομών (the freeway net), και των σκιαγραφιών(and the silhouette). 5

1.4.1.1 Probabilistic Roadmaps Planners Κατά την διάρκεια των τελευταίων ετών, η τυχαία δειγματοληψία του χώρου διαμορφώσεων του ρομπότ έχει αναδειχθεί ως ένα ισχυρό εργαλείο για το σχεδιασμό κίνησης ρομπότ σε χώρους διαμορφώσεων μεγάλης διάστασης. Αλγόριθμοι οι οποίοι βασίζονται στην τυχαία δειγματοληψία, π.χ., οι στοχαστικοί χάρτες διαδρομών (Probabilistic Roadmaps Planners), είναι αποδοτικοί και εύκολοι στην υλοποίηση.(διατριβή) 1.5 Problem Constraints Ωστόσο οι υποθέσεις που γίνονται παραπάνω αναιρούνται αν προσθέσουμε προεκτάσεις του προβλήματος όπως (Ξιδιάς, 2008): Να συμπεριληφθούν κινούμενα εμπόδια στο χώρο εργασίας του ρομπότ. Κινηματικοί Περιορισμοί Να θεωρήσουμε ότι το ρομπότ είναι αρθρωτό δηλαδή αποτελείται από περισσότερα ακαμπτα αντικειμένα τα οποία ενώνονται με αρθρώσεις. Μια ομάδα ρομπότ να εργάζεται στον ίδιο χώρο εργασίας. 1.5.1 Kινούμενα εμπόδια 1.5.1.1 Δυναμικά περιβάλλοντα ( Dynamic Environments) Στα δυναμικά περιβάλλοντα, όπως ο πραγματικός κόσμος, πολλά πιθανά αντικείμενα σύγκρουσης δεν είναι στατικά. Αυτό καθιστά τον προγραμματισμό τροχιάς δυσκολότερο δεδομένου ότι ο χρόνος αλλάζει συνεχώς και τα αντικείμενα κινούνται. Ένα ρομπότ δεν μπορεί να κινηθεί απλά προς τα πίσω εγκαίρως δεδομένου ότι απλά πιθανώς να αποφύγει μια στάτική σύγκρουση. Επιπλέον πολλές επιλογές ειναι απολύτως αμετάκλητες εξαιτίας της έκτασης, όπως το να κινηθούν μακριά από εναν απότομο βράχο. 6

1.5.1.2 Κινηματικοί Περιορισμοί(Holonomicity) Το Holonomicity είναι η σχέση μεταξύ των ελέγξιμων βαθμών ελευθερίας του ρομπότ και των συνολικών βαθμών ελευθερίας του ρομπότ. Εάν ο αριθμός ελέγξιμων βαθμών ελευθερίας είναι μεγαλύτερος ή ίσος από το συνολικό βαθμοί ελευθερίας το ρομπότ λέγεται ότι είναι holonomic. Με τη χρησιμοποίηση ενός holonomic ρομπότ πολλές μετακινήσεις είναι πολύ ευκολότερο να γινουν και η επιστροφή σε μια θέση του παρελθόντος είναι πολύ ευκολότερη. (Robotics/Navigation/Trajectory Planning) Ένα αυτοκίνητο θα ήταν μη-holonomic, δεδομένου ότι δεν έχει κανέναν τρόπο να κινηθεί πλευρικά. Αυτό κάνει ορισμένες μετακινήσεις, όπως τη παράλληλη στάθμευση, δύσκολη. Ένα παράδειγμα ενός holonomic οχήματος θα ήταν χρησιμοποιώντας μηχανικές ρόδες, όπως το νέο Segway RMP. 1.5.1.3 Αρθρωτό ρομπότ Ένα αρθρωτό ρομπότ αποτελείται από διάφορα κινούμενα αντικείμενα τα οποία καλούνται σύνδεσμοι (links). Οι σύνδεσμοι ενώνονται μεταξύ τους με αρθρώσεις (joints). Κάθε άρθρωση περιορίζει τις σχετικές κινήσεις των δύο αντικειμένων που ενώνει. 1.5.1.4 Ομάδα ρομπότ Ο σχεδιασμός κίνησης για μια ομάδα ρομπότ διαφέρει από τον σχεδιασμό κίνησης ρομπότ που κινείται σε χώρο που περιέχει κινούμενα εμπόδια στο ότι οι κινήσεις των ρομπότ πρέπει να ορισθούν ενώ η κίνηση των εμποδίων είναι τυχαία. Βιβλιογραφία Robotics/Navigation/Trajectory Planning. (n.d.). Ανάκτηση από Wikibooks: http://en.wikibooks.org/wiki/robotics/navigation/trajectory_planning Stanford.edu. (1998-99). Ανάκτηση από basic motion: http://www-csfaculty.stanford.edu/~eroberts/courses/soco/projects/1998-99/robotics/basicmotion.html Ξιδιάς, Η. (2008). Σχεδιασμός κίνησης ρομπότ σε περιβάλον εμποδίων. σ. 15. 7