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機器人與世界/機器人控制

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控制軟體

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有許多方法可以設計用於控制機器人的軟體。重點不是低階編碼問題,而是關於機器人將遇到的特殊情況和解決這些特殊情況的方法的高階概念。這裡採用的方法提出並考察了一些控制軟體體系結構,這些體系結構將構成機器人的大腦。

系統可靠性和故障

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機器人面臨的最大問題可能是整體系統可靠性。機器人可能會遇到以下任何組合的故障模式

機械故障 - 這些故障可能從暫時卡住的運動到卡住的齒輪系或嚴重的機械故障不等。

電氣故障 - 我們希望可以安全地假設計算機本身不會出現故障,但電機和感測器的鬆動連線是一個常見問題。

感測器不可靠 - 感測器將提供噪聲資料(有時準確,有時不準確)或完全不正確的資料(觸控感測器未能觸發)。

上述前兩個問題可以透過精心設計來最小化,但第三類,即感測器不可靠,值得仔細研究。在進一步討論控制理念之前,這裡簡要分析一下感測器問題。

機器人控制的一個例子是它與牆壁的互動。在最壞的情況下,機器人快樂地沿著牆壁行走時,會發生什麼?有幾種可能性

  1. 機器人可以撞到物體或角落,正確地觸發觸控感測器。
  2. 機器人可以撞到物體或角落,但沒有觸發觸控感測器。
  3. 機器人可以離開牆壁。
  4. 機器人可以撞到牆上,卡住,並有條件地觸發觸控感測器。
  5. 接近感測器可能從安裝座上掉下來,導致一系列錯誤的感測器讀數。

理想情況下,控制軟體應該預期像上面第 1 到第 4 號案例那樣的事件發生,並能夠檢測到第 5 號案例。

控制故障示例

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