Posnemanje elementov človekove hoje na humanoidnem robotuREZAR, ROK (Avtor) Mihelj, Matjaž (Mentor) Ude, Aleš (Komentor) humanoidna robotikazaznavanje gibanja človekaposnemanje elementov hojepreprečevanje trkovCilj naloge je bil razviti sistem, ki robotu omogoča posnemanje elementov človekove hoje (poglavje štiri), ki jo zajamemo z globinsko kamero Microsoft Kinect. Obravnavali smo tudi problem preprečevanja trkov med udi humanoidnega robota. V drugem poglavju smo obravnavali glavni komponenti, ki smo ju uporabili v našem delu. To sta humanoidni robot HOAP-3 in Microsoft Kinect. Humanoidni robot je robot, katerega zgradba je podobna človekovemu telesu. Humanoidni roboti praviloma zajemajo trup z glavo, dve roki in dve nogi. Med najpomembnejše elemente, ki opredeljujejo zmogljivost humanoidnih robotov, spadajo 1) uporabljeni senzorji in aktuatorji, 2) sposobnost zagotavljanja energije za delovanje, 3) samostojno učenje kompleksnih nalog brez ali z zunanjim posredovanjem ter s prilagajanjem strategij učenja glede na okolico in 4) sposobnost varnega delovanja v človekovem okolju brez ogrožanja varnosti ljudi v okolici. Fujitsu HOAP-3 je humanoidni robot, ki ga odlikuje kompaktnost, nizka teža ter enostavno upravljanje. Ima 28 sklepov z električnimi servomotorji, dve kameri, ki služita za vid, mikrofon, triosni žiroskop, pospeškomer, senzorji sile na podplatih in v zapestjih, merilnik razdalje, vgrajen pa ima tudi modul za razpoznavanje in sintezo govora. Microsoft Kinect je barvno-globinska kamera, s katero lahko zaznamo in izračunamo gibanje ljudi v prostoru. Kinect omogoča sledenje do šestim ljudem in do 25 sklepom na osebo. V našem delu smo Kinect uporabili za zajem gibanja demonstratorja. V tretjem poglavju sledi posnemanje gibanja rok človeka, preprečevanje trkov med segmenti robota ter opis kontrole stabilnosti. Demonstratorjeva gibanja, ki jih zaznamo s Kinectom, lahko prenesemo na humanoidne robote, saj se ti lahko gibljejo na podoben način kot ljudje. Za uspešno posnemanje pa pogosto ni dovolj, da demonstratorjeve gibe direktno prenesemo s človeka na robota, temveč moramo poskrbeti, da ne prihaja do samotrkov in da robot ostane stabilen. V tej nalogi smo razvili metodo izogibanja samotrkom s pomočjo metode prioritete nalog. Primarna naloga je preprečevanje trkov, sekundarna naloga pa je gibanje demonstratorja posneto s Kinectom. Če želimo, da robot uspešno posnema gibanje človeka, mora med posnemanjem demonstratorjevega gibanja ostati stabilen. Robot je najbolj stabilen, ko je točka ničelnega navora (angl. zero moment point, ZMP) v centru podpornega poligona, ki obkroža nogi robota. Pri posnemanju elementov človekove hoje mora primarna naloga skrbeti za nadzor stabilnosti, medtem ko se sekundarna naloga nanaša na posnemanje gibanja. ZMP je odvisen od gibanja centra težišča robota. Vse to pa je pomembno za načrtovanje trajektorij hoje, ki jih v našem delu uporabljamo v poglavju štiri.20152015-12-24 11:10:07Magistrsko delo/naloga76597sl