FIRA hurocup многоборье
Задание по Гуманоидным Роботам в Симуляторе
Для успешного выполнения задания
Выделите время на установку программыНа установку программы для выполнения задания может быть затрачено несколько дней до выяснения всех проблем, которые препятствуют успешной установке.
Прослушайте 2 онлайн-консультацииРекомендуется прослушать 2 онлайн консультации, которые будут проводиться для участников.
Установите программу заранееРекомендуется приступить к выполнению установки за 5 дней до сдачи вашей работы.
Выделите 2 часа на выполнение заданияОриентировочное время на выполнение задания 1-2 часа, если программа успешно установлена.
О задании
Задание состоит из 2-х упражнений, которые вам необходимо выполнить установив симулятор у себя на компьютере с операционной системой Windows.
Упражнения
- 1Задание 1. СпринтПодобрать параметры PD регулятора для игрока, который бежит спринт.
- 2Задание 2. МарафонПодобрать параметры PD регулятора и угол разворота для игрока, который бежит марафон
Кнопка для скачивания программы
Для выполнения задания вам необходимо из интернета по следующей ссылке скачать установочный пакет на свой компьютер и установить его следуя инструкциям в установочной программе.
Об установке
Если у вас на компьютере установлена программа WEBOTS версии отличающейся от версии 2021b, то ее надо деинсталлировать и затем установить WEBOTS версии 2021b.
- Тестовый запускПосле установки пакета программ на ваш компьютер вам надо произвести тестовый запуск игры кликнув на файл C:\Elsiros\worlds\FIRA_2023_sprint.wbt01
- ЗагрузкаПосле запуска всех компонентов игры (надо дождаться, иногда на запуск требуется несколько минут, хотя, если все в порядке, то роботы обычно начинают играть через 1 минуту после запуска игры) начинается сама игра.02
- ПомощьЕсли игра не запускается более 5 минут, то лучше обратиться за консультацией на форум https://forum.elsiros.org/ или в телеграм https://t.me/starkitchat03
Задание 1. Спринт
Подробное описание упражнения
Для начала рекомендуется посмотреть как происходит забег спринт запустив программу C:\Elsiros\worlds\FIRA_2023_sprint.wbt
- 1Удачное прохождениеРобот должен пробежать 3 м не отклоняясь за пределы выделенной дорожки шириной 1 м. В случае удачного прохождения дистанции будет выдано сообщение "distance was finished within timesteps: " и число шагов симулятора
- 2Неудачное прохождениеВ случае неудачного забега будет выдано сообщение: 'distance was NOT finished due to failure '
- 3Запись в файлЭти сообщения помимо выдачи в консоль также записываются в файл:
C:\Elsiros\controllers\FIRA_sprint\Sprint_log.txt
Цель задания
Ваша задача подобрать параметры шага так, чтобы число шагов симулятора было минимальным.
Ходьба робота
Робот использует шаги по направлению прямо вперёд, однако случайные возмущения симулятора могут приводить к отклонению от прямолинейного направления.
- Параметр шага "rotation"Для корректировки поворота на каждом шагу применяется дополнительный параметр шага "rotation".
Если мы хотим, чтобы робот пошел вправо, то надо задать "rotation" отрицательный угол в радианах.
Если мы хотим, чтобы робот пошел влево, то надо задать "rotation" положительный угол в радианах.01 - Действительная ориентация "heading"На каждом шагу робот измеряет с помощью IMU действительную ориентацию "heading". Направление, в котором должен двигаться робот принято за 0.
При отклонении влево "heading" покажет положительную величину в радианах.
При отклонении вправо "heading" покажет отрицательный угол в радианах.02
В программе использована следующая формула для коррекции направления движения:
rotation = 0 + heading * proportional + (heading - last_heading) * differential
rotation = 0 + heading * proportional + (heading - last_heading) * differential
Параметры формулы коррекции направления движения:
- 1headingheading - это текущее измерение ориентации
- 2last_headinglast_heading - это измерение ориентации на предыдущем шагу
- 3proportional , differentialproportional , differential - параметры для коррекции движения
Вам предстоит подобрать 2 параметра proportional, differential для коррекции направления движения
Изменение параметров
Старайтесь не изменять форматирование файла во избежание проблем с чтением файла в формате .json
- Открытие файлаДля изменения параметров Вам надо открыть с помощью любого текстового редактора следующий файл:
C:\Elsiros\controllers\FIRA_TEAM\Init_params\Sprint_params.json01 - Новые значенияВ этом файле Вы можете записать новые значения параметров в формате float
Например: {"proportional": 2.0, "differential": -1.5}.02 - Новый запускДля получения достоверных результатов после каждого запуска симулятора кнопкой "Run in real-time" рекомендуется перегрузить симулятор кнопкой "Reload world"03
Жюри FIRA будет запускать спринтера с вашими параметрами 3 раза. В зачет пойдет наилучший результат
Задание 2. Марафон
Подробное описание упражнения
Для начала рекомендуется посмотреть как происходит забег марафон запустив программу C:\Elsiros\worlds\FIRA_2023_marathon.wbt
- 1Удачное прохождениеРобот должен пройти против часовой стрелки по кольцевому коридору, который ограничен окружностями с радиусами 0.3 м и 1.3 м, с начальной позиции x = 0, y = -0.8. Забег завершается удачно, если робот прошел по кольцу и вышел на линию с которой стартовал. В случае удачного прохождения дистанции будет выдано сообщение "distance was finished within timesteps: " и число шагов симулятора
- 2Неудачное прохождениеВ случае неудачного забега будет выдано сообщение: 'distance was NOT finished due to failure '
- 3Запись в файлЭти сообщения помимо выдачи в консоль также записываются в файл:
C:\Elsiros\controllers\FIRA_marathon\Marathon_log.txt
Цель задания
Ваша задача подобрать параметры шага так, чтобы число шагов симулятора было минимальным.
Ходьба робота
Логика выбора направления движения при движении по кольцу
- Формула коррекции движенияВ программе использована следующая формула для коррекции направления движения:
rotation = direction + heading * proportional + (heading - last_heading) * differential01 - Параметр "rotation_increment"На каждом следующем шагу к направлению direction добавляется приращение:
direction += rotation_increment
Параметр шага rotation_increment это приращение в радианах к целевому направлению на каждому шагу для того, чтобы задать движение по окружности.02
Дополнительная информация
Радиус внутренней границы кольца 0.3 м, радиус внешней границы кольца 1.3 м. Средняя дистанция, которую преодолевает робот выполнив один шаг 53.6 мм
Изменение параметров
Старайтесь не изменять форматирование файла во избежание проблем с чтением файла в формате .json
- Открытие файлаДля изменения параметров Вам надо открыть с помощью любого текстового редактора следующий файл:
C:\Elsiros\controllers\FIRA_TEAM\Init_params\Marathon_params.json01 - Новые значенияВ этом файле надо изменять значения для параметров proportional, differential, rotation_increment02
- Новый запускДля получения достоверных результатов после каждого запуска симулятора кнопкой "Run in real-time" рекомендуется перегрузить симулятор кнопкой "Reload world"03
Жюри FIRA будет запускать марафон с вашими параметрами 3 раза. В зачет пойдет наилучший результат
Отправка результатов
Инструкция для Вашего решения
Последовательность действий
- Необходимые файлыИз папки
C:\Elsiros\controllers\FIRA_TEAM\Init_params\
Вам нужно передать следующие файлы:
Sprint_params.json
Marathon_params.json
01 - Формат письмаФайлы необходимо отправить на email: elsiros.russia@gmail.com
В email сообщении должны быть указаны:
Имя, фамилия, возраст
Учебное заведение
Email, телефон
Наименование команды и вид соревнования "FIRA hurocup многоборье"02 - Обратная связьВам должен поступить ответ об успешном получении email сообщения
Если вы не получили такое сообщение в течение дня, то нужно созвониться с жюри по телефону:
+7962971379203 - Сроки сдачи работПрисылать свои решения можно до 10 декабря
Результаты будут объявлены 16 декабря на сайте04
Важно! Для того, чтобы дипломы ELSIROS учитывались при поступлении в МФТИ участие должно быть индивидуальным