Συντάχθηκε 21-03-2012 14:30
από Galateia Malandraki
Email συντάκτη: gmalandraki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος ΑΡΜΗΧ.
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΑΣΤΕΡΩ - ΔΗΜΗΤΡΑ ΤΖΑΝΕΤΑΤΟΥ
με θέμα
“Διαπλοκή Κινητικών Δεξιοτήτων για Ανθρωποειδή Ρομπότ”
“Interleaving of Motion Skills for Humanoid Robots”
Παρασκευή 23 Μαρτίου 2012, 3μμ
Αίθουσα 137.Π39, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Επ. Καθ. Μιχαήλ. Γ. Λαγουδάκης (επιβλέπων)
Επ. Καθ. Αικατερίνη Μανιά
Επ. Καθ. Γεώργιος Χαλκιαδάκης
Περίληψη
Το RoboCup είναι ένας διεθνής διαγωνισμός ρομποτικού ποδοσφαίρου που στοχεύει στην προώθηση της έρευνας στις περιοχές της αυτόνομης ρομποτικής και της τεχνητής νοημοσύνης. Οι συμμετέχουσες ομάδες στο πρωτάθλημα Standard Platform League (SPL) του RoboCup εστιάζουν στη σχεδίαση αλγορίθμων και στην ανάπτυξη λογισμικού για την ίδια ρομποτική πλατφόρμα, το ανθρωποειδές ρομπότ Aldebaran Nao. Η ταχύτητα του βαδίσματος και οι χρόνοι εκτέλεσης δεξιοτεχνικών κινήσεων είναι κρίσιμοι παράγοντες γενικά στα ανθρωποειδή ρομπότ και ειδικότερα στα παιχνίδια του SPL. Έχει παρατηρηθεί ότι σημαντικός χρόνος αναλώνεται στο να προσεγγίσει το ρομπότ τη μπάλλα, να σταματήσει για να λάβει τη σωστή στάση, και στη συνέχεια να εκτελέσει το κατάλληλο λάκτισμα. Η εργασία αυτή διερευνά την ιδέα της διαπλοκής βαδίσματος και λακτίσματος, στοχεύοντας στο λάκτισμα της μπάλλας απευθείας κατά την προσέγγιση χωρίς καθυστέρηση, προκειμένου να μειωθεί ο συνολικός χρόνος απόκρισης. Τα (εμπρός, πλάγια, και πίσω) λακτίσματα της ομάδας RoboCup Κουρήτες έχουν σχεδιαστεί ως χρονισμένες ακολουθίες στάσεων του ρομπότ. Ως εκ τούτου, οι στάσεις των ποδιών κατά το λάκτισμα αναλύθηκαν σε αντιπαράθεση με τις καταγεγραμμένες στάσεις των ποδιών κατά το βάδισμα για να προσδιορισθούν κοντινά ταιριάσματα και κάποιες στάσεις προκαθορίστηκαν ως πιθανά σημεία εισόδου στην ακολουθία του λακτίσματος. Η ανάλυση αυτή συμπεριέλαβε τις 8 πιο σημαντικές από τις 11 αρθρώσεις των ποδιών, καθώς και τις παραγώγους τους (ρυθμός μεταβολής), και την Ευκλείδεια (L2) νόρμα πάνω σ' αυτά τα 16-διάστατα διανύσματα ως μετρική ομοιότητας. Καθώς το ρομπότ βαδίζει προς τη μπάλα και φτάνει σε απόσταση βολής, τα παραπάνω χαρακτηριστικά παρακολουθούνται σε πραγματικό χρόνο. Μόλις η τρέχουσα στάση των ποδιών έρθει κοντά σε κάποια από τις προκαθορισμένες στάσεις του επιθυμητού λακτίσματος (τιμή νόρμας κάτω από κάποιο όριο), το ρομπότ μεταβαίνει αμέσως από το βάδισμα στο αντίστοιχο σημείο εισόδου και εκτελεί την ακολουθία του λακτίσματος από το σημείο αυτό. Μ' αυτόν τον τρόπο, το λάκτισμα εκτελείται πριν το ρομπότ σταματήσει να κινείται. Η υλοποίησή μας είναι πλήρως παραμετροποιήσιμη μέσω αρχείων XML για να μπορεί να εξυπηρετήσει οποιεσδήποτε κινητικές δεξιότητες, τεχνικές βαδίσματος, και μετρικές ομοιότητας. Η προτεινόμενη τεχνική διαπλοκής κινητικών δεξιοτήτων έχει μειώσει σημαντικά το συνολικό χρόνο προσέγγισης και λακτίσματος της μπάλλας, προσφέροντας σημαντικό πλεονέκτημα στα ρομπότ μας.
Abstract
RoboCup is an international robotic soccer competition aiming at advancing research in autonomous robotics and artificial intelligence. Participating teams in the RoboCup Standard Platform League (SPL) focus on algorithm design and software development on the same robot platform, the Aldebaran Nao humanoid robot. Walking speed and special action completion times are critical factors generally in humanoid robots and particularly in SPL games. It has been observed that significant time is lost in approaching the ball, stopping to assume the right pose, and then executing an appropriate kick action. This thesis explores the idea of interleaving walk and kicks, aiming at kicking the ball directly without slowing down while approaching it, in order to decrease the total response time. The (forward, side, and back) kicks of our RoboCup team Kouretes have been designed as timed sequences of robot poses. Therefore, the leg poses of our kick actions were analyzed against the recorded walk leg poses to identify close matchings and some of them were bookmarked as potential entry points into the kick sequences. This analysis involved the 8 most significant out of the 11 leg joints, as well as their gradients (rate of change), and the Euclidean (L2) norm over these 16-dimensional vectors as a similarity metric. As the robot walks up to the ball and gets to kick distance, these features are monitored in real-time. As soon as the current walk pose comes close to one of the bookmarked poses of the desired kick (norm below a threshold), the robot switches immediately from walking to the corresponding entry point and executes the kick sequence from that point. This way, the kick is executed before the robot stops walking. Our implementation is fully parameterizable through XML files to accommodate any special actions, walk gaits, and similarity metrics. The proposed motion interleaving technique has significantly reduced the total time of approaching and kicking the ball, yielding significant advantage to our robots.
Συνημμένα:
-
Tzanetatou-Announcement.doc
Μεταφορτώσεις: 211,
Μέγεθος: 37 KB application/octet-stream
