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Thema: Hexapod Marvin ohne feste Beinsequenzen (Video)

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hexapod Marvin ohne feste Beinsequenzen (Video)

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    Hallo allerseits!

    Ich hatte es schon mal nebenbei geschrieben, hier nun aber auch mit Video.
    Aus dem Gedanken heraus, das eine feste Reihenfolge der Beinbewegungen nicht optimal ist, überlasse ich es nun Marvin zu entscheiden, welches Bein nun bewegt werden soll. Ausschlaggebend dabei ist die Entfernung des Beines von seiner optimalen Position.

    Anmerkung zum Video:
    Marvin ist eigentlich hoffnungslos zu schwer für die Servos und die verwendete Beinlänge. Die Servos haben 35Ncm und Marvin wiegt komplett so wie er läuft mit Batterien etc. ca. 3kg. Deswegen sackt Marvin auch bei jedem Schritt etwas ein, was den etwas ruckeligen Gan zur Folge hat.
    Durch die neue Steuerung ist er aber wenigstens in der Lage überhaupt zu laufen, da er jeweils das Bein neu positioniert, welches den schlechtesten Stand hat.

    Nicht zu sehen ist, das die Anzahl der Beine, die gleichzeitig bewegt werden können, variabel ist.

    Genug der Vorrede, hier das Video:

    http://www.youtube.com/watch?v=rjVy4i57ng4

    Gruß MeckPommER

    P.S.: man muss ja ein wenig "Aufrüsten", bevor einem die ganzen Propeller-Bots die Show stehlen
    Mein Hexapod im Detail auf www.vreal.de

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo!
    Ich muss sagen, diese Beinlaufart ist sehr beeindruckend! Nicht nur vom Aussehen, sondern viel mehr vom dahintersteckenden Algorithmus und der Fähigkeit, jede Richtung zu laufen.
    Ich habe die Variabilität der Beinanzahl sehr wohl gesehen, da er anfangs zwei Beine gleichzeitig benutzt.

    Lass mich noch zwei Fragen stellen:
    - Wie ermittelst Du die "optimale Beinposition", von der Du ständig ausgehst?
    - Die "Augen" sind ebenfalls auf Servos? Warum? Das sind doch schon 11 Servos

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Die optimale Beinposition ist eine fixe Position (relativ zu Marvin), die ich definiert habe. Problematisch bzw. aufwändig ist immer die ganze Rechnerei, da es für Marvin 2 Koordinatensysteme gibt. Einmal gibt es ein marvinrelatives Bezugssystem bei dem der Mittelpunkt von Marvin stets bei x=0,y=0,z=0 liegt. Zum Anderen gibt es ein ortsfestes Koordinatensystem anhand dessen sich Marvin im Raum bewegt und dreht.

    Die optimale Beinposition ist ein marvinrelativer Punkt der umgerechnet und mit der tatsächlichen Position verglichen wird. Das machen die Beincontroller, die dem Hauptcontroller nur die berechneten Werte mitteilen. Der sortiert dann die jeweiligen Entfernungen und sucht sich ein Beinchen aus
    Um den optimalen Punkt gibt es zwei Bereiche. in einem Abstand von 1 und 1,5 Zentimetern. Marvin setzt beim Gehen ein Bein nicht auf den optimalen Punkt sondern 1cm davon entfernt in die Richtung in die er geht. Erst ab 1,5cm Entfernung vom optimalen Punkt meldet sich das Bein beim Hauptcontroller wieder für eine Bewegung an.

    Was die Kopfservos angeht - da gibts insgesamt vier Stück. Zusammen mit dem Ultraschallservo jibbet also momentan 23 Servos
    Die Beweglichkeit der Köpfe habe ich gemacht, weil auf den Köpfen nicht nur normale LEDs sitzen, sondern auch IR-LEDs, mit denen Marvin z.B. bei Bedarf den Fernseher ausschalten können soll Ferner sollen noch Fotodioden an die Köpfe um zusammen mit den LEDs Entfernungen triangulieren zu können, aber das dauert noch, bis ich dazu komme.

    Gruß MeckPommER

    P.S.: das mit der Gleichzeitigkeit ist in dieser Bewegungsart nun etwas anders. Beine werden nur selten wirklich gleichzeitig bewegt.
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  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Das klingt sehr interessant. Das müssen wir vertiefen. *g*

    - Du berechnest tatsächlich 'z'?
    - Wie war die Frage mit den Augen?
    - Ich nehme an, Du setzt bei einem Bewegungsbefehl die Soll-Koordinaten einfach auf einen Fixen Punkt relativ zur aktuellen Position, oder weiß Marvin ständig, wo er steht?
    - Merkst Du Dir auch Winkel?

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    - Jupp, ich berechne alle 3 Koordinaten im Raum.

    Zitat Zitat von thewulf00
    - Die "Augen" sind ebenfalls auf Servos? Warum? Das sind doch schon 11 Servos
    11? Irgendwie komme ich nicht so ganz hinter den Sinn, aber das kann durchaus und absolut an mir liegen

    - Bei einem Bewegungsbefehl nimmt der Beinkontroller einen absoluten Punkt relativ zu Marvins Mittelpunkt. Dieser wird aber umgerechnet in das ortsfeste Koordinatensystem in dem sich Marvin bewegt. Der Hauptcontroller teilt den drei Beincontrollern und dem Kopfcontroller ca. 60 Mal pro Sekunde die aktuelle Position und die aktuellen Winkel im Raum mit. (Der Kopfcontroller bekommt auch diese Informationen, da sich die Köpfe nicht auf irgendeinen Winkel stellen, sondern immer an einem Punkt im ortsfesten System orientieren. Der Hauptcontroller sagt dem Kopfcontroller "Nu gugge mal nach (x=10,y=20,z=100) [z ist bei mir die Tiefe im Raum, y die Höhe], dann stellen sich die Köpfe darauf ein und behalten das Ziel auch im Visir, wenn sich Marvin bewegt.

    - Jupp, die drei Winkel im Raum sind Marvins Controllern stets wohlbekannt
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  6. #6
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    11? Stimmt, ich habe in meiner fixen Kopfrechnung nur eine Seite betrachtet, es sind ja 20 Servos. Das ist mal noch krasser

    Das sind alles total viele Werte und viel Mathematik. Bei mir würde der nie gescheit laufen. Du hast meinen absoluten Respekt.

    Aber Dein System ist die ideale Voraussetzung für eine positionsabhängige Steuerung, bspw. zu einer "Ladestation" zurückkehren, oder wenn Du ihm Deine Wohnung/Dein Haus trainierst, auch ein festes Ablauf-, Kontroll- oder Bierholverhalten.

    Wozu berechnest Du z? Und vor allem wie? Deine Beine ändern z ja nicht (direkt, d.h. in der Ebene).

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Jau, viele Werte, aber die Mathematik ist nicht soooo fürchterlich. Man muss nur aufpassen, das man sich nicht verheddert *g*. Damit das Ganze überhaupt vernünftig läuft, teilen sich ja auch mehrere Controller die Arbeit. Trotzdem kam ich auch um so Sachen wie eine Sinus&Cosinus-Tabelle nicht herum, sonst wäre es zu langsam geworden.
    Trainieren wollte ich den Bot nicht, das soll er eigentlich später selber herausfinden wo Wände und Türen sind.

    Meinst du mit Z die Höhe über dem Boden? Klar ändern die Beine die Höhe des Bots über dem Boden. Er kann ja auch in verschiedenen Höhen gehen, mit angeknickten oder ausgestreckten Beinen, oder geneigt oder gekippt.

    Bier holen ... hmmm, klingt interessant
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  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    > Meinst du mit Z die Höhe über dem Boden? Klar ändern die Beine die Höhe des Bots über dem Boden. Er kann ja auch in verschiedenen Höhen gehen, mit angeknickten oder ausgestreckten Beinen, oder geneigt oder gekippt.

    Das ist nicht Dein Ernst? Du kannst die Höhe des Laufens tatsächlich beeinflussen? *inOhnmachtFällt* Mach doch mal ein Video!!

    > Bier holen ... hmmm, klingt interessant
    Gell? Ein Training wäre also doch interessant

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von thewulf00
    > Bier holen ... hmmm, klingt interessant
    Gell? Ein Training wäre also doch interessant
    Jo, egal obs funktioniert oder nicht, aber das Training ist sehr entspannend

    Was das Laufen angeht, so gibts auf meiner hp einige Videos, aber so gut ist das auf denen nicht zu erkennen ... ich werde demnächst mal ein entsprechendes Video machen. Marvin kann nicht nur in verschiedenen Höhen gehen, er kann sich dabei auch schräg stellen oder kippen, etc. Halt ein vorteil der "hobby-inversen-kinematik-für-heimbastler" *g*
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  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    > ich werde demnächst mal ein entsprechendes Video machen.
    Alles klar, dann freu ich mich darauf.

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