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ロボット、千葉ロッテマリーンズについていいかげんなことを書きます。
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・・・どうも,お久しぶりです.

更新しようという気はあったのですが,どうにもネタがなくて滞りまくりでした.

サボってる間にOpenRTM-aist-1.1.0-RC2がリリースされたので,一応宣伝しときます.

レビューしたいところですが,C++版はだれかやりそうなので,Python版がリリースされたらやります.本当か?



それはさておき,さすがに放置しっぱなしはまずいので,単発企画ですが劣駆動ロボットの制御シミュレーションをやります.

単発企画なので,今回は車の制御や劣駆動マニピュレータの制御を飛ばして,蛇型ロボットの制御をやります.

・・・・とは言っても,非線形制御入門―劣駆動ロボットの技能制御論を参考にしたので,この記事読まずにこの本を読んだ方が良いです.

まず,劣駆動マニピュレータとは,


968dd74b.gif












こんな感じに,非駆動関節のあるマニピュレータのことを言うと思います.
ちなみに,根元が非駆動です.

一方,蛇型ロボットは,
snake.gif











上の劣駆動マニピュレータに,非駆動の並進関節を追加すれば良いことになります.
すなわち,これは劣駆動と言えるかと思います.


今回は以下のような6リンクの蛇型ロボットを制御します.
1リンク目以降は面倒くさいので以下略で.

snake3.gif












受動車輪までの長さをlgとすると,各リンクの受動車輪の位置,速度は,

siki1.GIF










こうなります.
クリックで拡大します.


また,受動車輪は横滑りしないとします.
そんな環境や機構が存在するかは別にして.


受動車輪の車軸方向のベクトルは,
siki2.GIF




となります.
受動車輪が横滑りしないとき速度ベクトルの車軸方向に0となるはずなので,

siki3.GIF

となる.
この式をまとめると,

siki4.gif



となります.

この式を,
siki5.GIF






各関節角速度dψと,絶対角の角速度dθの関係式は,
siki6.GIF







となるので,

siki7.GIF




と,dψをロボットの入力とすれば先端速度dwを制御できます.

まあ,本当だったら動力学モデルに基づいてなんやかんややるべきでしょうけど,面倒くさいのでdwには目標位置との偏差を入れます.

関節はトルク制御ではなく,速度制御をします.

・・・・・・制御できてない可能性が大なので,間違えても今回のプログラムを研究の参考にしないようにしてください.

今回のプログラムのソースはここからダウンロード出来ます.

プログラムの実行には,PyOpenGL,numpy,pyODEが必要です.


動画も作ってみました.




奥の黒い棒みたいなのが目標位置です.


やっぱり,あんまり参考にはしない方がいいかも.

次回は車両の制御を・・・・する気分ではいます.










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