CaCTuS (Collision Check Trajectory Search System) 14

 

 

Status projektu: Wdrożony

 

Słowa kluczowe: systemy ekspertowe, kontrola kolizji, system o wysokiej niezawodności

 

 

 

 

Rys. 1  Fragmenty robota widziane oczami

systemu CaCTuS w różnym położeniu

 

 

Cel projektu. CaCTuS to system do modelowania i bezkolizyjnego sterowania w czasie rzeczywistym wieloramiennymi robotami krystalograficznymi o wielu stopniach swobody. W momencie wdrożenia systemu liczba stopni swobody w obsługiwanych robotach mieściła się w przedziale <4; 6>.

 

Cechy systemu CaCTuS:

  • integracja z systemem sterowania robotami firmy Oxford-Diffraction
  • język skryptowy pozwalający na modelowanie ksztaltu maszyny
  • język skryptowy pozwalający na wprowadzenie modelu ruchowego – opisu w jaki sposób położenie poszczególnych kształtów zależy od parametrów opisujących pozycję robota
  • bezpośrednia komunikacja z CaCTuS poprzez konsolę
  • możliwość obsługi dowolnych robotów (także takich, które zostały zaprojektowane wyprodukowane już po zamknięciu projektu)
  • praca w czasie rzeczywistym
  • niezawodność (system steruje robotami wartymi miliony euro, niektóre z nich pracują w ośrodku CERN po Genewą)

 

Efekty wdrożenia systemu CaCTuS:

  • od czasu wdrożenia systemu (koniec 2004 roku), brak raportów o kolizjach
  • znacząco skrócony przeciętny czas przejazdu, co jest kluczowe dla przeprowadzanych eksperymentów krystalograficznych na takich cząsteczkach jak np. białka (próbki bardzo szybko niszczeją w trakcie wykonania eksperymentów, w niektórych przypadkach czas życia próbki nie przekracza kilku sekund)

 

 

Dzięki elastycznej strukturze i dopasowaniu rozwiązania do potrzeb Klienta, CaCTuS może być i jest stosowany dla każdego nowego modelu robota produkowanego przez Firmę Oxford Diffraction

 

 


Rys.2  Roboty wieloramienne produkowane przez firmę Oxford Diffraction (źródło: http://www.oxford-diffraction.com/)


 

 

Opis systemu. Struktura systemu CaCTuS została oparta o dwa moduły: CaC (moduł modelowania robota i wykrywania kolizji) i TuS (moduł wyszukiwania i optymalizacji trajektorii). Moduły te współdziałają ze sobą i odpowiadają za różne własności całego systemu.

 

 

 

Rys. 3  Struktura systemu CaCTuS

 


Moduł modelowania robota i wykrywania kolizji pozwala na zdefiniowanie kształtu robota oraz określenie modelu ruchowego robota. Określenie kształtu odbywa przy użyciu dostępnego zbioru kształtów podstawowych. Model ruchowy maszyny jest definiowany poprzez:

  • ustalenie parametrów wejściowych od których ma zależeć położenie robota;
  • pogrupowanie kształtów podstawowych;
  • określeniu położenia grup kształtów podstawowych jako funkcji od wybranego parametru wejściowego


Dzięki powyższym własnościom moduł CaC może spełnić swój cel: odpowiedzieć na pytanie: Czy dla robota X w położeniu Y występuje kolizja?


 

Zadaniem modułu wyszukiwania i optymalizacji trajektorii jest odnalezienie, jak najkrótszego pod względem czasu, przejazdu robota ze stanu X do Y. Najpierw na podstawie odpowiedniego wnioskowania, bazy danych, oraz kontroli kolizji generowana jest trajektoria bazowa. Trajektoria bazowa jest zazwyczaj daleka od optymalnej, posiada jednak wszystkie jej najważniejsze cechy, dzięki którym po przejściu procesu optymalizacji otrzymujemy właściwą trajektorię. Sposób działania modułu TuS jest przedstawiony na rysunku Rys. 4.

 

 

 

 

Rys. 4  Schemat działania modułu TuS (wyszukiwania i optymalizacji trajektorii) w ramach systemu CaCTuS

 

 

 

Zadaniem modułu wyszukiwania i optymalizacji trajektorii jest odnalezienie jak najkrótszego pod względem czasu przejazdu robota ze stanu X do Y. Najpierw na podstawie odpowiedniego wnioskowania, bazy danych, oraz kontroli kolizji generowana jest trajektoria bazowa. Trajektoria bazowa jest zazwyczaj daleka od optymalnej, posiada jednak wszystkie jej najważniejsze cechy, dzięki którym po przejściu procesu optymalizacji otrzymujemy właściwą trajektorię.

 

 


Rys. 5  Fragmenty robota widziane oczami systemu CaCTuS w różnym położeniu


 

Od czasu wdrożenia systemu (koniec 2004 roku), brak raportów o kolizjach. Znacząco skrócony przeciętny czas przejazdu, co jest kluczowe dla przeprowadzanych eksperymentów (próbki bardzo szybko niszczeją w trakcie wykonania eksperymentów). Dzięki elastycznej strukturze i dopasowaniu rozwiązania do potrzeb Klienta, CaCTuS może być i jest stosowany dla każdego nowego modelu robota produkowanego przez Firmę Oxford Diffraction Poland.

 

 
 
Copyright © 2009 MP2 s.c. Wszelkie prawa zastrzeżone.
Korzystanie z niniejszej strony internetowej oznacza zgodę na Warunki użytkowania