6 / 14
А.Г. Лесков, В.В. Илларионов, И.А. Калеватых
62
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4
ломаной располагается перпендикулярно линии перегиба клапана. Линейные
размеры, положение и ориентация траектории могут быть изменены операто-
ром путем изменения положения и ориентации соответствующих элементов
графического интерфейса.
Использование такого способа задания параметров операции позволяет
упростить планирование траектории. В самом деле, перемещение двух точек и
стрелки, а также изменение ориентации последней — это значительно более
простая операция по сравнению с оперированием точками траектории в трех-
мерном пространстве, а точки реальной траектории и ориентация схвата рас-
считываются автоматически. Кроме того, такая процедура планирования про-
ста, наглядна и удобна для оператора.
Шаг 5. Планирование и моделирование движения МР по траектории подхода к
сумке, раскрытия замка и возвращения в положение обзора.
На этом шаге плани-
руются движения в шарнирах МР, обеспечивающие его перемещение по траекто-
рии, рассчитанной на предыдущем шаге, и моделируются перемещения МР, со-
провождающиеся анимационным отображением на виртуальной сцене. Модели-
рование проводится в целях контроля правильности выполненных вычислений.
Планируются и моделируются следующие фазы операции: раскрытие пальцев
схвата, перемещение схвата из точки обзора в первую точку траектории раскрытия
сумки, плавное прохождение вдоль этой траектории (по ломаной) и отгибание
клапана, возвращение манипулятора в положение обзора.
Шаг 6. Исполнение МР спланированной траектории: подход к сумке, рас-
крытие замка и возвращение в положение обзора.
На этом шаге спланированные
движения выполняются реальным МР. Предполагается, что манипулятор имеет
необходимую мощность для того, чтобы путем перемещения схвата разомкнуть
магнитный замок.
Программное обеспечение операции открывания клапана сумки.
Авто-
рами разработано следующее ПО.
1. Программа планирования безопасных траекторий движения МР и паль-
цев схвата (исключающих самопересечение между звеньями МР и схвата и не-
санкционированный контакт с объектами на рабочей сцене) на базе пакета
MoveIt [4] c использованием алгоритмов, предоставленных библиотекой Open
Motion Planning Library [5].
2. Программа, обеспечивающая наложение информации с датчика СТЗ на
виртуальную рабочую сцену, которая располагается в окне графического ин-
терфейса пользователя, на базе пакета Freenect [6].
3. Программа формирования виртуальной рабочей сцены, полностью соот-
ветствующей реальной рабочей сцене, в которой работает МР при выполнении
операции открывания клапана сумки. Модель виртуальной сцены создана на базе
ROS [7] в формате Unified Robot Description Format (URDF) [8] с использованием
макроса языка XML Xacro [9]. Виртуальная сцена содержит трехмерные полиго-
нальные модели манипулятора с установленным на нем схватом, средств фикса-
ции положения сумки и датчика СТЗ на поверхности схвата (см. рис. 2).