Anubis IV - vierbeiniger Laufroboter

[oberallgeier]

Hallo Marcus!

.. Mit den Gleichungen hast du so gesehen Recht .. IK .. nicht sooo anspruchsvoll .. gibt meistens 2 Möglichkeiten, in dem man das Knie nach hinten oder vorne knickt ..

Jaaa, durch geeignete Beschränkung der Allgmeinheit - ähhh - der Lösungsmenge kann man da einiges vereinfachen. Und Deine Rechnerei sieht ja wirklich gut aus!

In dem uralten Thread von JackBauer habe ich zusammen mit Sternthaler und mare_crisium zum Thema Bahnplanung (Algorithmen zur Bahnplanung) diskutiert ; wir waren dabei auch über sinnvolles "weglassen" gestolpert. Ich hatte 1980/81 auf nem 8086er ne Bahnplanung entworfen; zu der Zeit fuhr man noch PTP. Damals gabs den 8086 ab Werk in Westentaschenmengen (wurde noch selbst abgeholt *gg*). Da der mit transzendenten Funktionen nix am Hut hatte und der zugehörige Numbercruncher auch nicht wirklich Tempo machte, hatte ich die ganze Rechnung mit Anlehnung an Herrn Pythagoras abgewickelt - ne Wurzelberechnung reichte *gg*. (Daß dahinter ne Parameterisierung nicht ableitbarer Funktionen lag, TCP-Bahn im Raum, siehe Schema , war schon fast unbedeutend. TLDR : trotzdem Textauszug). Mit nem Zylog Z80 @ 2 MHz, später 4, hatte ich noch nen passenden Numbercruncher mit eingebunden und da liefs (immer noch ohne Winkelfunktionen) schon ganz ordentlich; der Z80 machte damals schon 16-bit-Arithmetik. Wenn ich dagegen Deine ATAN2´s sehe - später Neid.

Sorry, ist längst Geschichte.

[LeeMajors]

*g*... das war allerdings schon recht fortschrittlich. Meine erste Roboter-Erfahrung hab ich ca. 10 Jahre später gemacht. Ein Greifroboter mit 4 Freiheitsgraden aus Fischer-Technik. Gesteuert wurden die 4 Motoren über Relais, die wiederum über die Centronix-Schnittstelle parallel angesteuert wurden. Und weil ich damals ja noch keine Kameras oder sonstige Sensoren zur Verfügung hatte, hab ich dem Rechner die Bewegungen vorgemacht, in dem ich den Arm über einen Joystick bewegt habe. Die Zeiten, welcher Motor dann wie lange in welche Richtung laufen musste, hab ich gemessen und die ganze Geschichte wieder abgespielt. So konnte ich dann souverän einen Schlumpf von Position A mit Roboterarm zu Position B bewegen!

[LeeMajors]

Einbindung der Tiefenkamera
Ich benutze eine Intel Realsense D435. Diese hat 2 Infrarotkameras im Augenabstand und einen IR-Laserprojektor, der ein Muster auf die Umgebung wirft. Damit wird in der Kamera eine 3D-Tiefenmap berechnet, deren Pixel quasi in mm den Abstand zur Kamera angibt. Außerdem ist noch ein mittelprächtiger RGB-Sensor verbaut, so dass man auch ein Videobild hat. Leider ganz am Rand, so dass das RGB-Bild nicht dem 3D-Bild entspricht. (Geht auch nicht, weil zwischen den IR-Kameras der IR-Projektor sein muss...)



Diese Informationen werden dann so umgerechnet, dass bei einem Raster (hier 5x5cm) die höchste Stelle gefunden wird. Die Rechnerei ist im Grunde nicht sooo kompliziert, schwierig ist es, das ganze möglichst schnell zu machen. D.h. es wird viel mit Numpy gearbeitet, womit ich mich nicht besonders gut auskenne. Immerhin schaffe ich so 3-4 Durchgänge pro Sekunde, was eigentlich ausreichen sollte.

Der nächste Schritt ist jetzt, Bewegungs- und Orientierungsdaten mit einzubeziehen. Insbesondere wird dann schwierig, die verschiedenen Latenzen von Kamera, Lagesensor und Bewegungsdaten in Einklang zu bringen.

Grüße, Marcus

[morob]

bist du sonst zufrieden mit der d435, das teil liegt bei mir auf dem wunschzettel, grins, für ein größeres projekt, demnächst mehr in diesem forum.

[LeeMajors]

Ich bin damit zufrieden. Die Kamera leistet für ihre inzwischen 180 EUR sehr viel. Für ca. EUR 90 mehr gibt es noch eine Version mit einem BMI055 dazu. Das ist ein Gyro + Beschleunigungssensor. Der ist Teil des BNO055, den es von Adafruit für EUR 50,- gibt. Der Preisunterschied könnte trotzdem gerechtfertigt sein, weil der Sensor vermutlich in der Kamera ausgelesen und mit den Tiefendaten verrechnet wird. Ich hab den BNO055 separat fast genau im Nullpunkt des Roboters über I2C angeschlossen und kann die Daten mit einer Latenz von ca. 0.12s auslesen.

Die Kamera kann sogar selber Punktwolken aus den 3D-Daten berechnen. Leider hat die Umrechnung in Numpy-Arrays so lange gedauert, dass die eigene Berechnung über Numpy schneller war. Die Möglichkeiten sind jedenfalls enorm.

Mir fehlt noch eine intel T265 zum Glück - damit ist relativ genaues Positionstracking im Raum möglich. (EUR 220,-...)

[morob]

ich habe eine 3 punkt konstruktion, als ist die bewegung im raum nicht so wie bei dir
ich weiß aber nicht, welche von den kameras für mich wirklich die besten lösung ist. die t265 hatte ich noch gar nicht auf dem schirm.

[LeeMajors]

Naja, die Kameras machen was komplett unterschiedliches. Die D435 gibt Tiefeninformationen, die T265 gibt Position & Lagedaten. Und wenn man dann noch einen ordentlichen Live-Stream haben möchte, braucht man eigentlich noch eine 3. Kamera...

[morob]

also doch d435 und eine imu noch dazu
an eine zusätzlich kamera habe ich noch gedacht als rpi cam.

ich habe gerade gelesen das es eine d435i gibt, welche die imu schon integriert hat, allerdings ca. 90€ teurer als ohne imu.

hast du ein raspbian auf dem rpi oder ein ubuntu?

[HeXPloreR]

Hallo Marcus,

ich möchte auch mein Lob an Dich abgeben. Dein Anubis ist wirklich sehr gut gelungen =D> - (verneige mich, höchsten Respekt)

Baue bitte diesen Kopf an den Roboter, dann hast du einen "richtigen Wachhund"( https://www.youtube.com/watch?v=mEAz-72ZjKE )

Viele Grüße und bleibt gesund
Jörg

[LeeMajors]

Huhu Jörg, vielen Dank für die Blumen!
Ich muss mich tatsächlich immer bremsen, mich nicht total mit solchem verspielten Kram zu verzetteln...

Kleines Update zum Anubis:
Im Augenblick bin ich dabei, die Daten der Tiefenkamera mit Position und Ausrichtung zu kombinieren... *puh*

Nebenbei hab ich heute mal eine andere Geometrie konstruiert. Langsam nähere ich mich immer mehr Spot an...



Er ist etwas kürzer, die Beinlänge ist von 30 auf 25cm verkürzt, er ist sehr viel stabiler gebaut und er hat die Achsen für Seiten und Vorwärtsbewegung nicht mehr in einem Punkt.
Die Konstruktion wird, obwohl sie klobiger aussieht, trotzdem deutlich beweglicher sein.
Vor allem hoffe ich, dass er dann nicht mehr so wacklig ist...

Grüße, Marcus