ロボティクス

プロのロボットエンジニア、愛好家、研究者、学生のためのQ&A

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位置制御ロボットにトルク制御方法を実装する
位置制御マニピュレーターを使用しています。ただし、このロボットにトルク制御方式を実装したい。トルク指令を位置指令に変換する方法はありますか? 私はこれについての研究論文を見つけようとしますが、どこから始めればいいのか、またはどのキーワードを検索に使用すべきかわかりません。何か提案はありますか?

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RCサーボモーターは継続的に回転できますか?
RCサーボモーターは、DCモーターの継続的な回転ではなく、正確な動きのために設計されていることを知っています。ほとんどのRCサーボモーターは1回転以内の動きに制限されていますか、それとも実際に連続回転させることができますか?つまり、彼らの動きは特定の弧に制限されていますか?それともRCサーボモーターの種類に依存しますか? 工業用サイズのステッパーが絶えず回転するビデオを見てきましたが、具体的には、MG995ができるかどうか疑問に思っていました。 私はまだRCサーボモーターを所有していないので、実際に自分でテストすることはできません。購入する前に確認したいだけです。矛盾する情報、たとえば、指示可能な「連続回転用にRCサーボモーターを変更する方法(1つのモーターウォーカーロボット)」が表示され続けると、RCサーボモーターが継続的に回転しないことを意味します。それ? 補遺 私はGoogleでさらに掘り下げた後、HighVoltage が回答で指摘しているように、ステッパーとサーボを混同していることに気づきました。 さらに、継続的な回転のためにTowerPro MG995サーボをハッキングする方法を見つけました。

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低コストで正確な衛星測位(GNSS / GPS)
HWハッキングをあまり行わずに、センチメートルの精度で可能な限り安価なGPS設定を探しています。PCBを製造したり、はんだ付けを行ったりすることはできません(他に方法がない場合はそれを行います)ので、簡単に組み立てられるようなセットアップが歓迎されます。私は900ドルのPiksiについて知っていますが、それでも私には高すぎます。アンテナ付きの50ドルの生GPSセンサーとRTKLIBソフトウェアを備えた通常のPCを採用する場合のように、cm精度ははるかに低い可能性があるようです。 RTKに2つのGPSセンサー設定(1つは基地局、もう1つはローバー)を使用する方が良いのか、それとも他の場所で修正DGPSデータを取得できるのか(私の地域はチェコ共和国です- ここには全国グリッドがあるようです)妥当なコストで補正データをストリーミングするため)。 私のアプリケーションは乗用車に使用するので、電源に制限されることはありません-いいのですが低電力は必要ありません。私はOpenCV内の位置読み取りを使用するので、データをC / C ++コードに取り込む必要があります。アプリケーションはデータ収集なので、生のGPS後処理を使用できます。
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(フェザーストーン)関節式剛体モデルへのアクチュエータまたは力の追加
ベースに取り付けられた一連のボールソケットジョイントから構成されるシステムをモデル化する必要があるプロジェクトに取り組んでいます。このシステムは、プリズムジョイント(レール)に取り付けられています。 Roy FeatherstoneのRigid Body Dynamics Algorithms Algorithms Cover-to-coverを読んだり、Springer Handbook of Robotics(これもFeatherstoneによって書かれた)のDynamicsセクションを読んだりしました。 彼の「空間ベクトル」と「空間行列」の表記法に慣れるのに長い時間がかかりましたが、演習として彼の表記法をすべて手作業で再作成した後、3x3を連結する素晴らしい方法であることがわかり、 3x1の行列とベクトルを6x6と6x1の行列とベクトルに変換します。彼が操作を実行するために発明した数学は、いくつかの標準的な表記法をハイジャックするので、読むのが少し面倒ですが、全体的にすべてが非常にコンパクトで、MATLABでの実装が非常に簡単です。 私の問題はこれです:モデルにアクチュエータを追加するにはどうすればよいですか?彼はジョイントの定義やリンクの定義などを明示的に構成する手順をたどっていますが、アクチュエータや適用される力については、「ここに追加して、ボブはあなたの叔父さんです!」-それはまったく議論されていません。ロボット工学のハンドブックでは、固定ベースに誤った加速度を導入して重力の項を追加することを提案していますが、ローカル座標にそれを追加する方法や、アクチュエータ入力を追加する方法については触れていません。τaτa\tau_a どんな助けでも大歓迎です。私は別の本からやり直すことを検討しましたが、別の表記法に慣れるために私の時間の大きな出費になります。これで前進したいのですが、フィニッシュラインがほんの数インチ恥ずかしがり屋です。

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カルマンフィルターで予測できないノイズをモデル化する方法は?
バックグラウンド: ロボットの進行方向を推定する単純なカルマンフィルターを実装しています。ロボットにはコンパスとジャイロスコープが搭載されています。 私の理解: 私は、2次元ベクトルとしての私の状態を表す考えていますところ、xは現在の進行方向であると ˙ Xジャイロスコープによって報告された回転速度です。(x,x˙)(x,x˙)(x, \dot{x})xxxx˙x˙\dot{x} 質問: 私の理解が正しければ、私のフィルターには制御項はありません。本当ですか?状態を1Dベクトル(x )とするとどうなりますか?その後、私が行う˙ xは制御項となり、U?これら2つの方法で異なる結果が得られますか?uuu(x)(x)(x)x˙x˙\dot{x}uuu ご存知のように、主なノイズ源はコンパスが歪んだ磁場内にあるときにコンパスから発生します。ここでは、ガウスノイズはそれほど重要ではないと思います。しかし、磁気歪みは完全に予測不可能です。カルマンフィルターでどのようにモデル化しますか? カルマンフィルターでは、「すべてのノイズが白い」という仮定が必要ですか?たとえば、実際のノイズ分布がラプラシアン分布である場合でも、カルマンフィルターを使用できますか?または、拡張カルマンフィルターなどの別のフィルターに切り替える必要がありますか?

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ロボティクスの場所の追跡と追跡?
ターゲットが動き回るときにターゲットを追跡するロボットを構築しています。ターゲットを追跡するための設定について、いくつかの支援が必要です。最も明白な解決策は超音波または赤外線センサーですが、このアプリケーションではそれらは機能しません。ロボットが混雑したエリアに配置され、そのエリア内の特定の人に向かって移動するように求められたと想像してください(簡単にするために、人が5メートル以内にいると仮定します)。これに対する何らかのレーダーまたは無線ソリューション、または何かありますか?

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ロボットの群れをローカライズする
私は300cm x 300cmの部屋で、天井が25cm(ええ25センチメートル)です。これには、50台の小さな車輪付きロボット(約20cm x 20cm)が含まれています。中央のコンピューターがロボットの動きを調整し、無線ネットワークを使用してロボットに位置コマンドを送信します。ロボットは独自の閉ループ位置制御を実行して、ワイヤレス帯域幅を節約します。ロボットには32ビットARMマイクロコントローラーがあります。ホイール位置センサーがあり、正確なホイール制御を行うことができます。 問題:ロボットは部屋の中で自分の位置を測定する方法がないため、実際にはまだこれを行うことができません。 質問:ロボットに、位置と向きを±5mmを超える精度で測定する機能を与えるにはどうすればよいですか?オクルージョンの影響を受けず、各ロボットに高出力PCを必要としない、正確で堅牢なソリューションを探しています。位置特定に必要なセンサーは、ロボットに簡単に追加できます。ローカリゼーションソリューションが要求する場合、マイクロコントローラーをより強力なものに簡単に変更できます。

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カルマンフィルターのチェーン
私のチームは、屋外環境で自律的に移動するロボットを構築しています。最近、統合された新しいIMU / GPSセンサーを入手しました。このセンサーは、チップ上で拡張カルマンフィルター処理を実行しているようです。ピッチ、ロール、ヨー、北、東、下の速度、緯度と経度が表示されます。 ただし、ホイールにはいくつかのエンコーダーが取り付けられており、線形および角速度を提供します。この新しいIMU / GPSセンサーを入手する前に、独自のEKFを作成して、エンコーダーやその他の低コストセンサーを使用して状態を推定しました。この新しいセンサーのオンチップフィルターを使用するだけでなく、エンコーダーをミックスに組み込みます。 フィルターのチェーンに問題はありますか?つまり、エンコーダから読み取ったデータをEKFの更新として使用するのと同じように、IMU / GPSセンサーのオンチップEKFの出力を独自のEKFの更新として使用します。それは私には理にかなっているように見えますが、この場合通常何が行われるべきか疑問に思っていました。

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ロッカーボギーはどのようにして体をほぼフラットに保ちますか?
ロッカーボギーのメカニズムはどのようにして体を平らに保つか、ソーラーパネルを常にほぼ平らに保つのですか?ロッカーボギー(左と右)の両方を接続する差動システムがあることを知っています。しかし、実際にはどのように機能しますか? 編集:関連する参照を提供してください。

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「サイバーフィジカルシステム」に光を当てる
最近では、サイバーフィジカルシステムについてよく耳にします。しかし、主題について読むと、それらのシステムが分散システムや組み込みシステムとどのように異なるのかは非常に不明確です。ウィキペディア自体の例では、従来の分散システムのように見えるだけです。例えば: このようなシステムの実例は、MITの分散型ロボットガーデンで、ロボットのチームがトマトの庭を育てます。このシステムは、分散型センシング(各プラントには、そのステータスを監視するセンサーノードが装備されています)、ナビゲーション、操作、およびワイヤレスネットワークを組み合わせています。 明らかに、どの分散システムも感知、作動(ナビゲーションを簡単に含めることができます)、およびネットワーキングで構成されています。 私の質問は、サイバーフィジカルシステムは従来の分散システムとどのように正確に異なるのですか?それは単なる派手な名前ですか、それともかなり異なるものがありますか?

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モバイルロボットの向きと非ロボットオブジェクトの相対的な方向を表す、人に優しい用語は何ですか?
ロボット工学プログラミングでは、向きは主に、中心位置からのx、y、およびz座標で与えられます。ただし、x、y、z座標は、選択する場所が多数ある場合({23、34、45}、{34、23、45}、{34、32、45}など)、人間がすばやく理解するのに不便です。 、{23、43、45}は特に人間にやさしいわけではなく、ヒューマンエラーが発生しやすくなっています)。しかし、より一般的な英語の方向記述子は、多くの場合、迅速に選択するには言葉が多すぎるか、または不正確すぎます(たとえば、「ロボット1の右前肩にある正面カメラ」は言葉が多すぎますが、「前」/「前」は不正確です-です最先端のカメラか、それとも前向きですか?) 海軍および航​​空分野では、車両の位置は、一般に、前部、後部(または船尾)、港、および右舷と呼ばれます。一方、車両に関連する移動方向は、文字盤を基準にして与えられることがよくあります(たとえば、前部前方は「12時」、後部後方は「6」、右舷およびポートの左側は、それぞれ「3」と「9」です。この言語は、「前」や「前」などの用語よりも正確な迅速な人間のコミュニケーションをサポートします。モバイルロボット工学に同等の用語はありますか?

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飛行クワッドコプターのバランスをとるには?
独自のコードを使用してクワッドコプターロボットを作成しています。ハードウェア部分は完了しましたが、ヘリコプターのバランスをとる必要があります。 問題を示す元のビデオはDropbox経由で共有され、利用できなくなりました。 私はそれをバランスさせるために各モーターの速度で遊んでみました。行きませんでした。ジャイロと加速度計を搭載しています。しかし、これらの値に基づいてモーター速度をどのように調整しますか?注意すべきルールは何ですか? 試行錯誤する他のより良い解決策はありますか?どこから始めましょうか?任意のヒント?

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ArduinoカメラモジュールビデオからAndroid画面にビデオを送信するにはどうすればよいですか?
カメラモジュールをArduino Megaに接続し、MegaをAndroidスマートフォン(BlueToothなど)に接続して、カメラのライブビューを携帯電話に送信しようとしています。 静止画像についてこれを示すビデオをオンラインで見ました-Arduinoのカメラモジュールによってキャプチャされた画像はAndroidに送信され、出力画像は数秒後に表示されました(BTが画像を送信する時間)。 これは画像の代わりにライブビデオで可能ですか?はいの場合、ご案内ください。いいえの場合、いくつかの回避策を提案してください。

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なぜ宇宙探査機は加熱が必要なのですか?
温度は半導体やその他の材料の特性に影響することは知っていますが、私たちはそれを知っており、それを考慮に入れることができます。さらに、温度が低いほど電子機器の効率が上がり、時には超伝導になることもあります。 Curiosityを構築しているエンジニアが、車輪を駆動するモーター用の低温電子機器を検討したこともあるが、結局それに対して反対することをどこかで読んだことを覚えている。 どうして、火星、ヨーロッパ、または宇宙での動作温度と一致する動作温度を持つコンポーネントを構築することがそれほど難しいのですか? 編集:これまでのところ、私の答えはどれも私の質問に対応していません。電子部品、機械部品、グリースなどのすべての部品の動作温度は比較的狭いことを知っています。私の質問は、-100℃などの狭い動作温度範囲を持つ特殊なコールドメタル、コールドグリース、コールドチップを作成してみませんか。 有効な答えは次のとおりです。コストが高すぎて、そのような寒さに適した材料を決定するのに十分な科学が行われていません。そのような冷たい材料は、地球のうねる熱で製造できません。

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飛行機の飛行安定化システムには本当にジャイロが必要ですか?
フルオートパイロットシステムの前身として、基本的な飛行機の飛行安定化システムに取り組んでいます。回収されたWiiモーションプラスとヌンチャクを使用して6DOF IMUを作成しています。最初の目標は、翼を水平に保ち、ユーザーのコマンドを混ぜることです。ピッチとロールを検出し、エルロンとエレベーターを調整して補正するために、ジャイロは必要なく、3(2?)軸の加速度計だけが必要だと私は言っていますか? 次に、設計目標を「翼の高さを保つ」から「直線で飛行する」まで広げると(明らかに、風と乱気流が与えられた場合、2つの異なることが起こります)、GPSガイダンスなしで達成できる限り、ジャイロが必要になります。 ? 私はジャイロ値を統合して、そこからロール、ピッチ、ヨーを取得しようとしましたが、(この質問で証明されているように)私はコードでより単純な数学を好むトピックに関する私の知識のレベルにいます。助けてくれてありがとう!

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