Self Walking Robot: 7 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Ինչ եմ պատրաստել:

● Բոտ, որին կարելի է սովորեցնել քայլել (առաջ շարժվել) տարբեր մակերեսների վրա: Բոտը պատկերում է 4 «առանց ծնկի» ոտքերով մի պարզ արարած, որը պայքարում է առաջ շարժվելու համար: Նա գիտի, որ կարող է յուրաքանչյուր ոտքը կողմնորոշել միայն 3 հնարավոր եղանակներով: Այժմ այն պետք է պարզի հնարավոր ամենալավ քայլերը, որոնք կարող են ձեռնարկվել շարժումը շարունակելու համար: Քանի որ նրա շարժումը կախված է նաև մակերևույթի շփումից, մենք հավատում ենք, որ յուրաքանչյուր տարբեր մակերևույթի համար, որը նա քայլում է, կլինեն տարբեր (ոչ պարտադիր եզակի, բայց, ամենայն հավանականությամբ, նման) քայլեր ՝ առաջ շարժվելու առավելագույնի հասցնելու համար:

Ինչի՞ համար է այն օգտագործվում:

Best Այն լավագույնս օգտագործվում է AI ROBOT- ի համար քայլելու նախշերը պատկերացնելու համար:

Քայլ 1: Հոսքի դիագրամ

Ահա ամբողջ նախագծի խզումը: Լայնորեն նախագիծը բաղկացած է 2 մասից ՝ էլեկտրոնիկա ՝ ռոբոտի մեխանիկական կառուցվածքով, իսկ մյուսը ՝ համակարգչի վրայով աշխատող ալգորիթմը և arduino- ով աշխատող ծածկագիրը:

Քայլ 2. Ներգրավված հիմնական բաղադրիչները

Էլեկտրոնիկա

Arduino UNO (!)

Ուլտրաձայնային ցուցիչ

Սերվո շարժիչներ

Bluetooth մոդուլ

Կոդավորում

Arduino IDE

Teraterm

Jupyter նոթատետր

Q- ուսուցման ալգորիթմ

Քայլ 3. ՄՈԴՈLEԼ V1:

Ուսուցման ամրապնդում. ANN- ի (Արհեստական նյարդային ցանց) միջոցով մենք նախատեսում էինք պատրաստել մեր ռոբոտին, և մենք գտանք երկու հնարավոր մեթոդ:

Սահմանափակումներ. Յուրաքանչյուր ոտք (servo շարժիչ) սահմանափակված է վերցնել միայն 3 հնարավոր դիրքեր `60, 90 և 120 աստիճան: Ենթադրություններ. Մենք գտնում ենք, որ բոտի շարժումը կազմելու է 4 վիճակ (վիճակը չորս ծառայությունների որոշակի կողմնորոշումն է), այսինքն ՝ լինելու են ռոբոտի 4 տարբեր վիճակ, որոնք համարելու ենք համապատասխանաբար 4 քայլ ՝ շարժման մեկ ցիկլ տալով մեզ, որը բոտը որոշ հեռու կշարժի առաջ: Այս ցիկլը կկրկնվի անվերջ ՝ բոտը շարժական պահելու համար:

Բայց միակ խնդիրն այն էր, որ պետք է գնահատվեր կրկնությունների քանակը. Յուրաքանչյուր շարժիչի համար մենք ունենք 3 հնարավոր կողմնորոշում, և կան 4 տարբեր շարժիչներ, որոնք դարձնում են 3^4 = 81 վիճակ, որոնցում ռոբոտը կարող է գոյություն ունենալ մեկ քայլով կամ վիճակում: Մեկ բարդ շարժում կատարելու համար մենք պետք է կատարենք 4 տարբեր քայլեր, ինչը նշանակում է 81^4 = 43, 046, 721 հնարավոր համակցություններ, որոնք պետք է ստուգվեն շարժման մեկ ցիկլի առավելագույն արդյունավետության համար: Ենթադրենք, մեկ պետություն պատրաստելու համար պահանջվում է 5 վայրկյան, վերապատրաստումն ավարտելու համար կպահանջվի 6,8250 տարի:

Քայլ 4: ՄՈԴՈLEԼ V2:

Q- ուսուցման ալգորիթմ

Վաղ ամրապնդման ուսուցման ալգորիթմը մշակվել է վերջնական վիճակ ունեցող իրեր պատրաստելու և ամենակարճ ուղիները գտնելու համար: աղբյուր ՝

Ալգորիթմի մաթեմատիկա. Յուրաքանչյուր քայլի համար 81 հնարավոր վիճակ կա, որոնցում բոտը կարող է լինել, մենք այդ վիճակները անվանում ենք 1 -ից 81 թվեր, և այժմ այն, ինչ մենք ուզում ենք իմանալ, անցումային արժեքն է, այսինքն ՝ ռոբոտի դիրքի փոփոխություն (հեռավորությունը տեղափոխվել է) մինչդեռ այն պատահական վիճակից s1 տեղափոխվում է ինչ -որ այլ վիճակի s2 (s1, s2 այդ 81 վիճակից): Մենք կարող ենք այն տեսնել որպես 81 տող և 81 սյունակ ունեցող մատրիցա, որտեղ մատրիցայի տարրը հավասար կլինի իր տողի և սյունակի համարին տեղափոխված հեռավորության արժեքին: Այս արժեքները կարող են լինել դրական կամ բացասական ՝ կախված իրական բառով ռոբոտի գործողությունից: Այժմ մենք կգտնենք պետությունների փակ շրջան, որտեղ նրա անցած տարածությունը միշտ դրական է: Մենք կգնահատենք 81x81 մատրիցայի արժեքներ, որոնք 81^2 = 6561 են, այժմ եթե մեզ անհրաժեշտ է 5 վայրկյան, որպեսզի այդ արժեքը մատրիցում պահվի, ապա այն 9.1125 ժամ տևեք միայն մի ամբողջ մատրիցա կազմելու համար, այնուհետև հեշտությամբ կարելի է պարզել շարժումների արդյունավետությունը առավելագույնի հասցնելու քայլերի մի շարք:

Քայլ 5. ԽՆԴԻՐՆԵՐ

1. Որոշ վիճակների համար բոտի շարժումը շատ անհավասար էր և ազդում էր ուլտրաձայնային տվիչի արժեքի վրա, բոտը թեքվում էր և հեռավոր պատից հեռավորություն վերցնում:
2. Նոութբուքից անջատվելու և arduino- ի վերագործարկման խնդիրը, որը ստիպում էր մարզվել 0 արժեքից, շատ նյարդայնացնում էր:
3. Շարունակական 5 ժամ շարունակ ռոբոտների գնացքը դիտելը շատ սպառիչ էր:

Քայլ 6. Մոդուլ A1 և A2:

• Մեխանիկական մասի մեջ մտնում է շասսիի տախտակը, որի վրա ամրացված են չորս սպասարկող: Մենք ոտքեր պատրաստելու համար օգտագործել ենք պաղպաղակի ձողիկներ:
• Մեր հիմնական խնդիրն է `հետևել բոտի հեռավորությանը իր սկզբնական դիրքից:
• Մեր առաջին մոտեցումն էր գիրո սենսոր օգտագործել և օգտագործել բոտի արագացումը, երբ այն շարժվում է ՝ հանելու իր արագությունը և հետագայում իր դիրքը:
• Խնդիր - Պարզվեց, որ դա չափազանց բարդ էր իրականացնելու համար: Այլընտրանք - Մենք սահմանափակեցինք բոտի շարժումը միայն 1 հարթության վրա և օգտագործեցինք ուլտրաձայնային տվիչ ՝ պատից հեռավորությունը չափելու համար անմիջապես առջևում:
• HC05-Bluetooth մոդուլն օգտագործվել է ուսուցման ընթացքում ՝ երկու քայլերի միջև հեռավորությունների փոխանցման արագությունը համակարգչին փոխանցելու համար, և այնտեղ տվյալները պահվում են մատրիցայում:

Քայլ 7: Հղում դեպի տեսանյութեր

Երեխայի քայլեր.

Ուսուցման նկարահանում ՝

Գրեթե ուղիղ ՝

Ռոբոտ պարող տեսանյութ ՝

Վերջնական տեսահոլովակ 0 ՝