inverse kinematik für quatropoden

[glitsch]

Hiho!

Bin gerade ganz neu auf diesem Gebiet und möchte in ferner Zukunft einmal einen Quatropoden oder Hexapoden bauen und jetzt zumindest die Mathematik der Programmierung verstehen Dazu lese ich immer wieder von inverser Kinematik. Könntet ihr mir einen tollen Link geben, in dem das einmal nicht allgemein und wissenschaftlich aufgedröselt wird, sondern angepasst an einen Gehroboter?

Spezielle Frage dazu: So wie ich das verstanden habe, wird ja eine Soll-Position vorgegeben, an dem sich der Roboter (oder ein Stück davon) befinden soll. Dazu müssen sich dann die Servos geeignet bewegen. Aber wenn der Roboter jetzt geht, ändert sich seine Soll-Position ja ständig. Da weiss ich garnicht, wie die Servos (oder das Programm) dann darauf reagieren soll.

Rechnet man bei den Positionen im Raum mit Polarkordinaten oder mit kartesischen?

Ich hoffe, die "profis" schlagen jetzt nicht die Hände über dem Kopf zusammen... das sind die ersten Fragen, die sich für mich ergeben haben.
Mit der Suchfunktion kam ich da auch nicht weiter.

Danke schonmal im Voraus!

[5Volt-Junkie]

Hi und willkommen im Forum

hier ein kleiner Link wo es vielleicht nicht so ganz fachchinesisch beschrieben ist.
http://www.vreal.de/index.php?option...d=98&Itemid=83

Mich als nicht Mathematiker und ohne Abi, hat es etwas weiter gebracht

[malthy]

Hallo,

hab eben schon in einem anderen Thread darauf hingewiesen: Hier hab ich versucht, die inverse Kinematik für ein Hexapodenbein mal darzustellen. Vielleicht hilft es Dir. Ein wenig zu einer einfachen Laufkoordination findest Du hier.

Gruß
Malte

[glitsch]

Ha, super!! danke, das hilft mir echt weiter. Damit beschäftige ich mich jetzt erstmal eine Weile
Toll, dass es so schnell ging.

[glitsch]

Hallo!

Nachdem ich nun ein bißchen gelesen und gerechnet habe, stehe ich immer wieder vor einem Problem. Zwar weiss ich, wo die Beine stehen sollen und wie die zugehörigen Gelenkwinkel usw. sind und auch welches Bein zu welchem Zeitpunkt bewegt werden soll.
Nur wie gebe ich die Signale für die Bewegungen. Ich möchte den Roboter gern mit einer Fernsteuerung bedienen, er soll also nicht autonom irgendwohin krabbeln. Wenn er jetzt das Signal "nach vorne gehen" bekommt, soll das Programm nicht "nur" die von mir berechneten Winkel der Servos einstellen. Die Formeln für die Berechnung sollen im Programm sein und dann abegarbeitet werden, sodass der Roboter sich selbst "überlegen" muss, welches Bein er wie bewegt. Die Inverse Kinematik soll der Robo also selbst berechnen.
Könnte jemand vielleicht mal schreiben, wie sein Signal zu "nach vorne gehen" ist und wie das Signal dann im Code verarbeitet wird? Also nicht mit Formeln, sondern nur, "was" das Signal bewirkt und was der Code darauf tut.

Viele Grüße!!

[Geistesblitz]

Du hast also schon herausgefunden, wie die IK berechnet wird? Gut.
Nun wäre der nächste Schritt, wie die Beinbewegung aussehen muss. Dazu brauchst du irgendeine Funktion im Raum, die die Bewegung der Fußspitze beschreibt. Im einfachsten Fall wäre das ein Rechteck, also Fuß hoch, Fuß nach vorne, Fuß runter, Fuß nach hinten. Diese vier Strecken müsstest du in gleich große Abschnitte einteilen (meinetwegen 5mm oder sowas). Der Ablauf wäre dann so, dass immer die folgende Koordinate verwendet werden würde.
Ein einfaches Beispiel:
Der Fuß soll 2cm angehoben, 3cm nach vorne bewegt, wieder 2cm nach unten und 3cm nach hinten bewegt werden, in 5mm Inkrementen. Die Folge der Positionen wäre also irgendwie sowas:
x y z
0 0 0
0 0 5
0 0 10
0 0 15
0 0 20
5 0 20
10 0 20
15 0 20
usw.
Dazu müsste noch ein Versatz gerechnet werden, da du ja vermutlich deinen Koordinatenursprung in der ersten Achse liegen haben wirst.
Nun müsste der Controller irgendwie diese Bewegung als Funktion implementiert haben. Nun wird immer nach einer konstanten Zeit die neue Koordinate berechnet und über deine IK die zugehörigen Winkel. Diese Winkel werden dann in das benötigte Servosignal umgerechnet und das Bein sollte dann die gewünschte Bewegung ausführen. Für die anderen Beine könnte man das ähnlich aufbauen.
Die Streckeninkremente in Kombination mit der Zeit, die dazwischen verstreichen soll, bestimmen die Geschwindigkeit. Am besten ist, wenn der Servo jeden PWM-Takt ein neues Signal bekommt, damit die Bewegung möglichst flüssig wird.

Dieser Algorithmus ist aber auch noch sehr einfach gehalten und ich bin mir sicher, dass es noch bessere Methoden gibt, damit die Bewegung nicht so hakelig wird.

Was mich aber noch interessieren würde: wie hast du vor, dass der Bot nicht immer hin und her kippt? Für eine Stabile Position braucht es immer mindestens 3 Punkte. Der Bot müsste also immer ein Bein nach dem anderen setzen.