我们的最新功能- RoboDK PRM运动规划器-允许您在触摸按钮时创建人工智能驱动的机器人轨迹。但它是如何工作的呢?
我们并不是总能享受到干净、免费的工作空间，不是吗?对于我们自己的个人工作空间来说也是如此(例如，我的办公桌上堆满了不必要的东西)。机器人的工作空间也是如此。
有时机器人的工作空间比我们计划的要小。有时在工作空间的中间有一个巨大的柱子，我们无法摆脱。有时，会有一堆箱子无法存放在其他地方。
每当你的机器人有可能在工作空间里撞上什么东西时，我们的新运动规划器就在这里，让你的生活更轻松。
通过触摸一个按钮，它可以为你的机器人程序创建一个无碰撞的路径。
本文介绍了PRM运动规划，并解释了何时应该使用这个新功能。
PRM是什么意思?
新的RoboDK运动规划器使用了一种名为“PRM”的算法，即“概率的路线图这是一种非常常见的运动规划器，原因我们稍后会讲到。
机器人有很多不同的运动规划算法，从非常基本到非常复杂。如果你不熟悉运动规划器，请查看我们之前的文章回到基础:机器人运动规划变得容易
以下是PRM的含义:
- P =概率-“构型空间”中的点(即规划器用来知道机器人在其工作空间中可以移动的位置的点的集合)是由规划器随机选择的。这种随机放置被称为“概率”。另一种选择是“统一”放置，在整个工作空间中以固定的间隔放置点。
- RM =路线图PRM算法首先创建整个机器人工作空间的“路线图”。这张地图类似于你智能手机上的GPS导航功能所使用的地图。首先，生成这个地图可能需要一段时间，但一旦生成，你就不需要再次计算它，这样你就可以更快地“查询”地图。
从这两个术语中，我们可以得出以下关于PRM运动规划器的结论:
- 它总是会找到一个可行的机器人轨迹(如果存在的话)。
- 它节省了配置空间的路线图，以加快“查询”阶段。
这是PRM计划器受欢迎的两个原因。
PRM如何运作
与一些运动规划器不同，PRM算法将其工作分为两个独立的阶段。在使用RoboDK中的规划器之前，您必须设置一些属性。
设置阶段
在运行计划器之前，您需要手动设置3个属性。
这就是你如何在RoboDK中设置这些属性(以及它们的含义):
- 〇样本数量在构建阶段，您选择一些“样本”，计划器将其定位在机器人的工作空间周围。更少的样本意味着更快的构建阶段，但更粗糙的路线图。
- 每个样本的边数每个样本都有最大数量的“边”。每条边将两个样本连接在一起。同样，更少的边缘意味着更快的建设阶段，但更粗糙的路线图。
- 机器人步距(度)-当PRM算法运行到施工阶段时，每次都将机器人移动一小段距离。这个距离是由机器人步长定义的。更大的台阶意味着更快的施工阶段，但规划师更有可能没有注意到潜在的碰撞。
然后单击“Update Map”开始构建阶段。
第一阶段:建设(缓慢)
计划的第一阶段是生成路线图。这可能需要很长时间(对于100个样本，每个样本有25条边，大约需要15-30分钟)。
以下是构建阶段的“底层”工作方式:
- 计划者将一个“样本”随机放置在机器人工作空间的某个自由空间中。
- 然后，该算法测试该样本与周围样本之间的路径。它通过“机器人步进”移动机器人沿着路径并检查碰撞。如果路径是空闲的，它会将路径作为“边缘”添加到路线图中。
- 当规划器达到此样本的最大边数时，它将继续移动到下一个样本。
你可以看到为什么这个阶段需要很长时间——算法有很多样本要测试。值得庆幸的是，一旦创建了地图，您就不需要再次计算它(除非您向环境中添加新对象)。
阶段2:查询(快速)
查询阶段是运动规划中最常用的部分。您为计划器提供了两个目标(开始目标和结束目标)。然后计划器尝试使用其存储的路线图在它们之间创建一个无冲突的轨迹。
这就是这个阶段的“幕后”工作原理
- 你选择两个目标，并告诉计划者将它们“连接”起来。
- 如果其中任何一个目标还没有添加到路线图中，计划器将把它作为一个新样本添加，并在新位置和附近的现有样本之间创建一组边。
- 然后，规划器使用它的路线图找到两个目标之间距离最短的路径。
有了足够详细的路线图，您就可以在触摸按钮的几秒钟内创建复杂的、无碰撞的机器人运动。
什么时候应该使用运动规划器?
在RoboDK中编程动作的标准方法是手动规划自己的动作关节运动，直线运动或圆周运动。这仍然是编程机器人在两个目标之间移动的最快方法。
但是，这些标准命令仅在两个目标之间有空闲空间时才能工作。如果路上有物体，你可能需要花很多时间创建中间目标来避免碰撞。
运动规划器提供了一种自动化这个过程的方法。它会自动找到最佳的运动组合，使机器人在不发生碰撞的情况下在目标之间移动。
但是，这是有代价的。在规划人员开始为您寻找路径之前，您必须等待很长时间才能完成施工阶段。
大多数时候，这种漫长的等待不是问题。你只需要“设置它，然后忘记它。”让构建阶段运行，而您可以做其他事情。
请查看文档有关如何开始的更多详细信息。
一个好的运动规划师能帮你做什么?请在下面的评论中告诉我们，或者加入我们的讨论LinkedIn，推特，Facebook,Instagram或在RoboDK论坛。
