ラプラスポテンシャルを用いたロボットの動作計画法に関する研究

基于拉普拉斯势的机器人运动规划研究

基本信息

批准号：
07855032
负责人：
佐藤圭祐
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Toyama National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07855032/
关键词：
ロボット動作計画ポテンシャル法ネットワーク並列計算

项目摘要

ラプラスポテンシャルを用いたロボットの動作計画法の高速化の手法として計算の領域を分割しネットワークにより接続された複数台のコンピュータ上でロボットのコンフィギュレーション空間およびポテンシャル場を計算した。並列計算は4台のコンピュータを用いて行ない、コンピュータ間の計算速度の違いによる非効率性を吸収するために計算実行前に整数および実数計算についてベンチマークテストを行ない各々のコンピュータの計算領域の割り振りを行なった。分割されたコンヒグレーション空間における干渉チェックは各コンフィギュレーション空間ごとに独立しているので各々のコンフィギュレーションの干渉チェックをしている間は通信を必要としない一方ポテンシャル場計算においてはGauss-Saidel反復法の一反復につき一回境界値を交換するために通信を行なう必要があった。コンピュータ間の通信プロトコルとしてTCP/IPを使用した.上述した条件で障害物が存在する作業空間におかれた4自由度アーム形ロボットの動作計画問題を解いた。ロボットのコンフィギュレーション空間はロボットの基台に近いリンクからそれぞれ72,36,36,18に分割した。並列計算の効率は正規化された計算速度の合計を台数で割った値と、基準としたコンピュータの速度の比とした。実験の結果コンフィギュレーション空間の計算においては並列化の効率は93%となった。一方、ポテンシャル場の計算では並列化の効率は72%となった。これは、反復毎の通信量が多いことと、その通信が特定の時間に集中するためであると考えられる.

作为使用Laplace电位加速机器人运动计划的方法，分配了计算区域，并在网络连接的多台计算机上计算了机器人的配置空间和电位场。使用四台计算机进行平行计算，并在进行计算之前对整数进行基准测试，并在计算之前，由于计算机之间的计算速度差异，并分配了每个计算机的计算区域，因此进行了计算以吸收效率低下。由于每个配置空间中的分配配置空间中的干扰检查是独立的，因此在执行每种配置的干扰检查时不需要通信，因此在潜在的字段计算中需要通信以通过高斯 - 萨德尔迭代方法的迭代来交换边界值。我们将TCP/IP用作计算机之间的通信协议。我们解决了在上述条件下存在障碍物的工作空间中的四度手臂机器人的运动计划问题。机器人的配置空间分别从机器人基数附近的链接分别分为72、36、36和18个链接。并行计算的效率是总归一化计算速度的比率除以单位数量与参考计算机速度的比率。实验结果：在配置空间的计算中，并行化的效率为93％。另一方面，在计算电位场中，并行化的效率为72％。这被认为是因为每次迭代的沟通量很高，并且沟通集中在特定时间。