erik_wolfram
15.03.2013, 09:07
Hallo!
Leider habe ich keine brauchbaren Suchergebnisse hier im Forum und im WWW gefunden - mich beschäfftigt die fortgeschrittene Kinematik für 4, 6 oder 8 Beinige Roboter.
Zu meinem Stand:
Ich habe grade meinen Quadruped mechanisch/elektrisch fertiggestellt und bin fleißig am programmieren - so habe ich zunächst einzelne Sequenzen für das Vorwärts, Rückwärts, Seitwärts Laufen sowie für das Drehen geschrieben. Diese funktionieren für sich alleine sehr stabil!
Grundlage hierfür ist, dass alle Beine jeweils um 25 % im Zylkus versetzt laufen: 3/4 der Bewegung ist das Vorwärtsbewegen und 1/4 zum Zurücksetzten des jeweiligen Beines. Hinzu kommt eine Schwerpunktkompensation indem der Roboter um seinen imaginären Mittelpunkt kreiselt so, dass der Schwerpunkt immer im Dreieck der 3 am Boden befindlichen Beine liegt.
Nun konnte ich den Roboter per WSAD komfortabel steuern - aber es störte mich, sobald ich die Richtung wechselte, dass der Roboter einen "Sprung" in der Bewegung machte da der Übergang der Zyklen nicht vorhanden (möglich) war.
Deshalb habe ich eine neue Funktion für die Bewegung geschrieben - hier habe ich alle Bewegungen kombiniert (ein kombinierter Zyklus für alle Bewegungsmöglichkeiten):
Die Beine können damit unabhängig, in jedem beliebigen Winkel, von der Blickrichtung des Roboters bewegen - das heißt z.B. der Roboter schaut geradeaus während sich die Beine diagonal nach hinten Links bewegen. Das ganze schaut auch sehr gut aus! (Ich habe mir ein Programm geschrieben, dass es erlaubt dynamisch alle Werte zu ändern wie Höhe des Toros, Schritthöhe, Schrittweite, Schnelligkeit, Gewichtsausgleich etc....)
Danach habe ich die Drehbewegung dazu überlagert - so kann der Roboter gleichzeit laufen, während er sich dabei auch drehen kann.
Das funktioniert ebenfalls sehr gut .... in die eine Richtung!
Das Problem: die Beine führen ihren Zyklus immer im Uhrzeigersinn aus damit alle Bewegungen synchron und übergangslos (weich) sind. Wenn der Roboter sich nun nach Rechts dreht und ein Bein anhebt/zurücksetzt ist der Schwerpunkt automatisch innerhalb der 3 stehenden Beine. Der Roboter dreht sich stabil.
Dreht er aber nun nach Links hebt immer das Bein an, welches das Dreieck des Schwerpunktes "trägt" - der Roboter kippt!
Auch die Schwerpunkt-Kompensation hilft hier kaum/nicht weiter - da da Gewicht soweit verlagert werden müsste, dass andere Bewegungen blockiert werden würden. (Durch den eingeschränkten Bewegungsraum, da der Robotertorso sich zu stark in diesen neigt und die Beine damit in ihrer Freiheit begrenzt)
Hier würde es nur helfen, die Reihenfolge der Bein-Zyklen entgegengesetzt des Uhrzeigersinns zu setzten - das würde aber das ganze Prinzip der weichen Bewegungen kippen da eine Richtunsgumkehr der Reihenfolge nur im Stillstand möglich wäre - aber auch während des Laufens möglich sein soll!
An für sich traue ich mir zu, dass ich abgesehen von diesem Problem im stande bin, Bewegungen zu gestalten, wie man sie in vielen Youtube-Videos sieht: z.B. den Torso neigeen, rollen oder gieren und ähniches....
Auch wenn dieses Problem sehr gering scheint, bin ich davon überzeugt, dass ich es innerhalb dieser Bewegungssteuerung nicht gelöst bekomme.
Abhilfe:
Ich habe schon vor dieser Problematik nach Informationen zur unabhängigen Bewegungssteuerung der einzelnen Beine gesucht - so sieht man öfters Videos zu Quadropoden oder Hexas, die ihren Boden abtasten, und entsprechend der ermittelten Höhe weiterlaufen. Die Beine aggieren teilweise unabhängig!
Zu diesem Thema suche ich nun nach Ansatzmöglichkeiten, wie ich es schaffe, die Zyklen der einzelnen Beine teilweise unabhängig voneinander zu gestalten, und trotzdem eine Reihenfolge einzuhalten und den Gewichtsausgleich beizubehalten.
Wie gestaltet man das am besten?
Ich habe schon an eine Art Prioritätensystem gedacht: die Beine bewegen sich unabhängig in einem zyklusähnlichem Bewegungsablauf und führen einen Abgleich der Priorität aus, welchem Bein es nun erlaubt ist, einen Schritt vorwärts zu machen. Die Schwerpunktkompensation würde sich dann an diesen Prioritäten orientieren und sich dementsprechend ausrichten....
Was haltet ihr von diesem Ansatz - ist sowas praktikabel - oder führt das zum absoluten Kaos?
Kann mir hier vielleicht jemand eine Seite nennen wo ich mich entsprechend belesen kann - oder nützliche Ratschläge geben?
Anbei: Ich möchte hier aber NICHT über meinen Code disskutieren und suche auch keinen fertigen Code. Ich suche die Möglichkeit oder den Ansatz das Problem selber zu lösen und dabei dazuzulernen. Das ganze soll hier möglichst Theoretisch bleiben...
Gruß Erik
[Bemerkung] die Berechnung der Winkel/Beinpositionen bleibt hier außen vor - die Funktion ist bereits fertig
Leider habe ich keine brauchbaren Suchergebnisse hier im Forum und im WWW gefunden - mich beschäfftigt die fortgeschrittene Kinematik für 4, 6 oder 8 Beinige Roboter.
Zu meinem Stand:
Ich habe grade meinen Quadruped mechanisch/elektrisch fertiggestellt und bin fleißig am programmieren - so habe ich zunächst einzelne Sequenzen für das Vorwärts, Rückwärts, Seitwärts Laufen sowie für das Drehen geschrieben. Diese funktionieren für sich alleine sehr stabil!
Grundlage hierfür ist, dass alle Beine jeweils um 25 % im Zylkus versetzt laufen: 3/4 der Bewegung ist das Vorwärtsbewegen und 1/4 zum Zurücksetzten des jeweiligen Beines. Hinzu kommt eine Schwerpunktkompensation indem der Roboter um seinen imaginären Mittelpunkt kreiselt so, dass der Schwerpunkt immer im Dreieck der 3 am Boden befindlichen Beine liegt.
Nun konnte ich den Roboter per WSAD komfortabel steuern - aber es störte mich, sobald ich die Richtung wechselte, dass der Roboter einen "Sprung" in der Bewegung machte da der Übergang der Zyklen nicht vorhanden (möglich) war.
Deshalb habe ich eine neue Funktion für die Bewegung geschrieben - hier habe ich alle Bewegungen kombiniert (ein kombinierter Zyklus für alle Bewegungsmöglichkeiten):
Die Beine können damit unabhängig, in jedem beliebigen Winkel, von der Blickrichtung des Roboters bewegen - das heißt z.B. der Roboter schaut geradeaus während sich die Beine diagonal nach hinten Links bewegen. Das ganze schaut auch sehr gut aus! (Ich habe mir ein Programm geschrieben, dass es erlaubt dynamisch alle Werte zu ändern wie Höhe des Toros, Schritthöhe, Schrittweite, Schnelligkeit, Gewichtsausgleich etc....)
Danach habe ich die Drehbewegung dazu überlagert - so kann der Roboter gleichzeit laufen, während er sich dabei auch drehen kann.
Das funktioniert ebenfalls sehr gut .... in die eine Richtung!
Das Problem: die Beine führen ihren Zyklus immer im Uhrzeigersinn aus damit alle Bewegungen synchron und übergangslos (weich) sind. Wenn der Roboter sich nun nach Rechts dreht und ein Bein anhebt/zurücksetzt ist der Schwerpunkt automatisch innerhalb der 3 stehenden Beine. Der Roboter dreht sich stabil.
Dreht er aber nun nach Links hebt immer das Bein an, welches das Dreieck des Schwerpunktes "trägt" - der Roboter kippt!
Auch die Schwerpunkt-Kompensation hilft hier kaum/nicht weiter - da da Gewicht soweit verlagert werden müsste, dass andere Bewegungen blockiert werden würden. (Durch den eingeschränkten Bewegungsraum, da der Robotertorso sich zu stark in diesen neigt und die Beine damit in ihrer Freiheit begrenzt)
Hier würde es nur helfen, die Reihenfolge der Bein-Zyklen entgegengesetzt des Uhrzeigersinns zu setzten - das würde aber das ganze Prinzip der weichen Bewegungen kippen da eine Richtunsgumkehr der Reihenfolge nur im Stillstand möglich wäre - aber auch während des Laufens möglich sein soll!
An für sich traue ich mir zu, dass ich abgesehen von diesem Problem im stande bin, Bewegungen zu gestalten, wie man sie in vielen Youtube-Videos sieht: z.B. den Torso neigeen, rollen oder gieren und ähniches....
Auch wenn dieses Problem sehr gering scheint, bin ich davon überzeugt, dass ich es innerhalb dieser Bewegungssteuerung nicht gelöst bekomme.
Abhilfe:
Ich habe schon vor dieser Problematik nach Informationen zur unabhängigen Bewegungssteuerung der einzelnen Beine gesucht - so sieht man öfters Videos zu Quadropoden oder Hexas, die ihren Boden abtasten, und entsprechend der ermittelten Höhe weiterlaufen. Die Beine aggieren teilweise unabhängig!
Zu diesem Thema suche ich nun nach Ansatzmöglichkeiten, wie ich es schaffe, die Zyklen der einzelnen Beine teilweise unabhängig voneinander zu gestalten, und trotzdem eine Reihenfolge einzuhalten und den Gewichtsausgleich beizubehalten.
Wie gestaltet man das am besten?
Ich habe schon an eine Art Prioritätensystem gedacht: die Beine bewegen sich unabhängig in einem zyklusähnlichem Bewegungsablauf und führen einen Abgleich der Priorität aus, welchem Bein es nun erlaubt ist, einen Schritt vorwärts zu machen. Die Schwerpunktkompensation würde sich dann an diesen Prioritäten orientieren und sich dementsprechend ausrichten....
Was haltet ihr von diesem Ansatz - ist sowas praktikabel - oder führt das zum absoluten Kaos?
Kann mir hier vielleicht jemand eine Seite nennen wo ich mich entsprechend belesen kann - oder nützliche Ratschläge geben?
Anbei: Ich möchte hier aber NICHT über meinen Code disskutieren und suche auch keinen fertigen Code. Ich suche die Möglichkeit oder den Ansatz das Problem selber zu lösen und dabei dazuzulernen. Das ganze soll hier möglichst Theoretisch bleiben...
Gruß Erik
[Bemerkung] die Berechnung der Winkel/Beinpositionen bleibt hier außen vor - die Funktion ist bereits fertig