Главная arrow книги arrow Копия Глава 25. Робототехника arrow Пространство конфигураций
Пространство конфигураций

На рис. 25.11, б показано пространство конфигураций робота, рассматриваемого в качестве примера, при той конкретной конфигурации препятствий, которая приведена на рис. 25.11, а. Это пространство конфигураций можно подразделить на два подпространства: пространство всех конфигураций, достижимых для робота, которое принято называть свободным пространством, и пространство недостижимых конфигураций, называемое занятым пространством. Обозначенный белым цветом участок на рис. 25.11, б соответствует свободному пространству. Все другие участки соответствуют занятому пространству. Различные затенения в занятом пространстве соответствуют разным объектам в рабочем пространстве робота; участки, выделенные черным цветом и окружающие все свободное пространство, соответствуют конфигурациям, в которых робот сталкивается сам с собой. Можно легко обнаружить, что подобные нарушения в работе возникают при крайних значениях углов поворота шарниров плеча или локтя. Два участка овальной формы по обе стороны от робота соответствуют столу, на котором смонтирован робот. Аналогичным образом, третий овальный участок соответствует левой стене. Наконец, наиболее интересным объектом в пространстве конфигураций является простое вертикальное препятствие, проникающее в рабочее пространство робота. Этот объект имеет любопытную форму: он чрезвычайно нелинеен, а в некоторых местах является даже вогнутым. Приложив немного воображения, читатель легко узнает форму захвата на верхнем левом конце манипулятора. Рекомендуем читателю на минуту задержаться и изучить эту важную схему. Форма рассматриваемого препятствия не так уж очевидна! Точка внутри рис. 25.11,5 обозначает конфигурацию робота, как показано на рис. 25.11, а. На рис. 25.12 изображены три дополнительные конфигурации как в рабочем пространстве, так и в пространстве конфигураций. В конфигурации "conf-1" захват окружает вертикальное препятствие.

Вообще говоря, даже если рабочее пространство робота представлено с помощью плоских многоугольников, форма свободного пространства может оказаться очень сложной. Поэтому на практике обычно применяется ощупывание пространства конфигураций вместо явного его построения. Планировщик может вырабатывать конфигурацию, а затем проверять ее для определения того, находится ли она в свободном пространстве, применяя кинематику робота и определяя наличие столкновений в различных координатах рабочего пространства.