Өздігінен жүретін робот: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Мен не жасадым?

● Әр түрлі беттерде жүруді (алға жылжуды) үйретуге болатын бот. Ботта алға қарай жылжуға тырысатын 4 аяғы бар қарапайым тіршілік бейнеленген. Ол әр аяқты тек 3 мүмкін бағытта бағдарлай алатынын біледі. Енді ол қозғалысты жалғастыру үшін мүмкін болатын ең жақсы қадамдарды анықтау керек. Оның қозғалысы бетінің үйкелісіне де тәуелді болғандықтан, оның әр жүретін беті үшін оның алға ұмтылуын барынша арттыру үшін әр түрлі (міндетті түрде бірегей емес, бірақ ұқсас) қадамдар жиынтығы болады деп ойлаймыз.

Ол не үшін қолданылады?

● Ол AI ROBOT үшін жүру үлгілерін визуализациялау үшін жақсы қолданылады.

1 -қадам: ағын диаграммасы

Міне, жобаның толық тізімі. Жалпы жоба роботтың механикалық құрылымы бар электроникадан тұрады, екіншісі - компьютерде жұмыс істейтін алгоритм және arduino -да жұмыс істейтін код.

2 -қадам: ҚОСЫЛҒАН НЕГІЗГІ ҚҰРАМДАР:

Электроника

Arduino UNO (!)

Ультрадыбыстық сенсор

Серво қозғалтқыштары

Bluetooth модулі

Кодтау

Arduino IDE

Тератерма

Jupyter дәптері

Q- оқыту алгоритмі

3 -қадам: V1 модулі:

Күшейту бойынша оқыту: ANN (Жасанды нейрондық желі) көмегімен біз роботты оқытуды жоспарладық және біз екі мүмкін әдісті таптық.

Шектеулер: Әр аяғы (сервоқозғалтқыш) 60, 90 және 120 градус үш мүмкін позицияны қабылдауға шектелген. Болжамдар: Біз бот қозғалысы 4 күйден тұрады деп ойлаймыз (күй - бұл барлық төрт серводың белгілі бір бағдары), яғни роботтың 4 түрлі күйі болады, біз оларды 4 қадам ретінде қарастырамыз, олар бізге бір қозғалыс циклін береді. бот алда біраз қашықтыққа жылжиды. Бот қозғалыста болуы үшін бұл цикл шексіз қайталанады.

Қайталанудың саны тек қана мәселе болды - бізде әр қозғалтқыш үшін 3 мүмкін бағдар бар және оны 3^4 = 81 күйге айналдыратын 4 түрлі қозғалтқыш бар, олар робот бір сатыда немесе күйде бола алады. Біз бір күрделі қозғалысты аяқтау үшін 4 түрлі қадам жасауымыз керек, бұл 81^4 = 43, 046, 721 мүмкін болатын комбинацияларды бір цикл үшін максималды тиімділік үшін тексеруді білдіреді. Бір мемлекетті дайындау үшін 5 секунд қажет делік, жаттығуды аяқтауға 6,8250 жыл қажет!

4 -қадам: V2 модулі:

Q-оқыту алгоритмі

Ақырғы күйі бар заттарды үйретуге және ең қысқа жолдарды табуға арналған күшейтудің ерте оқыту алгоритмі. дереккөз:

Алгоритм математикасы: Боттың әр қадамында 81 мүмкін жағдай бар, біз бұл күйлерді 1 -ден 81 -ге дейінгі сандар деп атаймыз, енді біз білгіміз келетіні - ауысу мәні, яғни роботтың орналасуының өзгеруі) кезде ол кездейсоқ күйден s1 басқа күйге s2 ауысады (s1, s2 сол 81 күйден). Біз оны 81 жол мен 81 бағаннан тұратын матрица ретінде көре аламыз, онда матрицаның элементі оның жолына және бағанына сәйкес келетін қашықтықтан алынған қашықтыққа тең болады. Бұл мәндер роботтың нақты сөздегі әрекетіне байланысты оң немесе теріс болуы мүмкін. Енді біз жүріп өтетін қашықтығы әрқашан оң болатын күйлердің тұйық циклін табамыз, біз 81x81 матрицаның мәндерін бағалаймыз, олар 81^2 = 6561, енді егер бұл мәнді матрицада сақтау үшін 5 секунд қажет болса, онда ол Матрицаны құруға 9.1125 сағ уақыт кетеді, содан кейін қозғалыстың тиімділігін жоғарылату үшін қадамдар циклын оңай табуға болады.

5 -қадам: ҚАТЫСҚАН МӘСЕЛЕЛЕР -

1. Кейбір жағдайларда бот қозғалысы біркелкі емес және ультрадыбыстық сенсордың мәніне әсер етті, бот қисайып, алыс қабырғадан қашықтықты алады.
2. Ноутбуктан ажырату және arduino -ны қайта іске қосу мәселесі оны 0 -ден жаттығуға мәжбүрледі.
3. Робот пойызын 5 сағат бойы үздіксіз қарау өте толық болды.

6 -қадам: A1 және A2 модулі:

• Механикалық бөлікке төрт серво бекітілген шасси тақтасы кіреді, біз аяқ жасау үшін балмұздақ таяқшаларын қолдандық.
• Біздің негізгі міндетіміз - боттың бастапқы орнынан қашықтығын қадағалау.
• Біздің бірінші тәсіл - гироскопиялық сенсорды қолдану және боттың жылдамдығын, содан кейін өз орнын алу үшін қозғалуын қолдану.
• Мәселе - іске асыру тым күрделі болып шықты! Балама - біз боттың қозғалысын тек 1 өлшеммен шектедік және ультрадыбыстық сенсорды қабырға алдындағы қашықтықты өлшеу үшін қолдандық.
• HC05-Bluetooth модулі оқу кезеңінде компьютерге екі қадам арасындағы қашықтықтың ауысу жылдамдығын беру үшін пайдаланылды және онда мәліметтер матрицада сақталды.

7 -қадам: Бейнелерге сілтеме:

Баланың қадамдары:

Оқу түсірілімі:

Дәл дерлік:

Би роботы бейнесі:

Соңғы бейне0: