Was sind menschenfreundliche Begriffe für die Ausrichtung mobiler Roboter und die relative Richtung von Nicht-Roboterobjekten?

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Innerhalb der Robotikprogrammierung wird die Orientierung hauptsächlich in Form von x-, y- und z-Koordinaten von einem zentralen Ort aus angegeben. Die Koordinaten x, y, z sind jedoch für ein schnelles Verständnis des Menschen nicht geeignet, wenn viele Orte zur Auswahl stehen (z. B. {23, 34, 45}, {34, 23, 45}, {34, 32, 45}). , {23, 43, 45} ist nicht besonders menschenfreundlich und sehr anfällig für menschliches Versagen. Noch häufigere englische Orientierungsdeskriptoren sind häufig entweder zu wortreich oder zu ungenau für eine schnelle Auswahl (z. B. "nach vorne gerichtete Kamera an der rechten vorderen Schulter von Roboter 1" ist zu wortreich, aber "vorne" / "vorwärts" ist zu ungenau - ist das Kamera an der Vorderkante oder zeigt sie nach vorne?)

In den Bereichen Marine und Luftfahrt werden Fahrzeugstandorte allgemein als Vorwärts-, Rückwärts- (oder Heck-), Backbord- und Steuerbordstandorte bezeichnet. Während die Bewegungsrichtung, die relativ zum Fahrzeug ist, häufig in Bezug auf ein Zifferblatt angegeben wird (z. B. wäre vor dem Vorderteil "bei 12", hinten am Heck "bei 6", während rechts von Steuerbord und links vom Port wäre "bei 3" bzw. "bei 9"). Diese Sprache unterstützt eine schnelle menschliche Kommunikation, die präziser ist als Begriffe wie "vorne" und "vorwärts". Gibt es gleichwertige Begriffe in der mobilen Robotik?

mobile-robot control design localization navigation Rekursive Selbstoptimierung
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Diese Frage hat sich seit meiner Beantwortung erheblich geändert. Anstatt es erneut zu beantworten, lasse ich einfach meine Antwort, falls jemand ein Beispiel benötigt.
Josh Vander Hook
@ Josh - Danke. Es sind definitiv immer noch sehr nützliche Informationen!
Rekursive Selbstoptimierung
Warum benötigen Sie Beschreibungen, um "menschenfreundlich" zu sein? Mathematische Beschreibungen machen die Dinge sowohl präzise als auch präzise. "Menschenfreundlich" ist hier nicht genau definiert und bedarf einiger Klarstellung.
Paul

Antworten:

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Typischerweise wird ein Koordinatenrahmen in der Robotermitte platziert. Die x-Achse zeigt nach vorne, die y-Achse zeigt nach links und die z-Achse zeigt nach oben. Dann messen wir Winkel in Bezug auf die x-Achse. Ein Winkel von 90 Grad würde also entlang der y-Achse bedeuten, wie gezeigt,

Koordinatenrahmen für mobile Roboter

"12" entspricht also 0 Gieren oder direkt. "9" entspricht einem 90-Grad-Gieren oder entlang der y-Achse. 6 entspricht einem 180-Grad-Gieren oder gerade zurück entlang der Minus-x-Achse usw.

Sie fragen "Wie beschreibe ich ein Objekt relativ zum Roboter?", Was dasselbe ist wie "Wie beschreibe ich die Position des Objekts im Koordinatenrahmen des Roboters". Wir betrachten beide notwendigerweise als gleich Das "fahrerseitige" Rad ist das "vordere linke". Vorne, weil es + X ist, und links, weil es + Y ist. Die Dosen befinden sich "vor" dem Roboter, da sie eine + X-Koordinate haben. Sie befinden sich "unter" dem Roboter, da sie eine -Z-Koordinate haben.

Es ist dasselbe wie "Backbord", "Achtern", "Steuerbord", da diese in Bezug auf das Fahrzeug und nicht in Bezug auf den Beobachter beschrieben werden. Dies ist die grundlegende Definition eines Referenzrahmens .

Josh Vander Hook
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Ich würde zustimmen, dass Gieren, Pitch and Roll ziemlich oft verwendet wird. Aber selbst wenn die Antwort auf Bodenfahrzeuge beschränkt ist, bin ich mir nicht sicher, ob der Rest zutrifft. Ich würde zum Beispiel immer y-forward anstelle von x-forward bevorzugen. Außerdem ist die Mitte Ihres Roboters möglicherweise nicht immer eine gute Wahl, um den Körperrahmen Ihres Systems zu platzieren.
Jakob
@Josh - Das sind gute Informationen zur Terminologie für die Richtung eines Roboters. Ich suche tatsächlich nach (a) relativen Standorten am Fahrzeug und (b) relativen Standorten außerhalb des Fahrzeugs. Beispiel: (a) Wie würden Sie sich auf die Position jedes Reifens beziehen (z. B. vordere Fahrerseite, hinterer Anschluss) und (b) wie würden Sie sich auf die Richtung der Limonaden beziehen (z. B. "bei 12") "oder 0 Gieren)? Ich suche speziell nach allgemeinen, menschenfreundlichen Begriffen, die für eine Reihe von Roboterkonfigurationen verwendet werden können, einschließlich 6-Rad-, Boots- und Zweibeinroboter (z. B. kann ich Fahrer und Beifahrer nicht für Verwandte im Fahrzeug verwenden). .
Rekursive Selbstoptimierung
Wenn Sie Ihrer Großmutter beschreiben möchten, welches Bein, Rad, Spur usw. Ihres Roboters sich in welche Richtung bewegt, wie würden Sie das tun?
Rekursive Selbstoptimierung
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@ Jacob, Dies sind die Konventionen, mit denen ich vertraut bin und die ich in der Literatur gesehen habe. Ich bin mir sicher, dass es noch andere gibt, und jeder ist gleichermaßen gültig.
Josh Vander Hook
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Sorry @RecursiveSelfOptimization Ich hatte nicht bemerkt, dass du unter 20 Wiederholungen warst. Fragen Sie bei neuen Fragen nach Ihren Terminologieproblemen. Es sollte nicht lange dauern, bis Sie die 9 weiteren Wiederholungen erhalten, die Sie zum Chatten benötigen. Der beste Weg, um Ihre Frage zu klären, besteht darin , Ihre Frage zu bearbeiten . Auf diese Weise sind alle Informationen, die zukünftige Antwortende benötigen, in Ihrer Frage enthalten und nicht durch Kommentare zu den Antworten verstreut. Gleiches gilt für Antworten, weshalb Josh seine Antwort bearbeitet hat, um die relevanten Informationen in seiner Antwort zu behalten, anstatt durch diese Kommentare verstreut zu werden.
Mark Booth
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Ich denke, Sie könnten Peilung (oder Azimut oder rechten Aufstieg ) und Markierung (oder Höhe oder Deklination ) verwenden. Zum Beispiel ist 0 Mark 0 geradeaus und am Horizont. 30 Markierung 30 ist 30 Grad nach rechts und 30 Grad über dem Horizont. -90 Markierung -90 wäre 90 Grad nach links und dann mit dem Gesicht nach unten in den Boden. Diese können relativ zu Ihrer aktuellen Position und Ausrichtung oder relativ zu einer Referenz wie dem wahren Norden oder dem magnetischen Norden und dem Horizont sein.

Dies ist die Verwendung des Systemastronomen.

Tintenfisch
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Ich bevorzuge es, anatomische Begriffe zu verwenden. Ich bin leicht voreingenommen, weil ich oft biomimetische und Rehabilitationsarbeiten mache. Es gibt jedoch ein paar nette Dinge, wenn man eine (Fahrzeug-) Karosserie bespricht oder beschreibt.

  1. Die Terminologie ist reichhaltig. Es gibt eindeutige Begriffe für die Position (links rechts anterior posterior dorsal ventral), die Querschnittsebenen (sagital transversal koronal) und die relative Positionierung am Körper (proximal distal).
  2. Die Terminologie wird geteilt. Roboter, die Medizin, Gehen und Manipulieren betreiben, verwenden diese Begriffe, und die Tatsache, dass Biologen und Mediziner Sie sofort verstehen können, schafft Möglichkeiten für eine wissenschaftliche Fremdbestäubung.
hauptmech
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