3.2. Программа работы. Анализ алгоритмов перемещения ар

3.2.1. Задание моделей действительности d1 и робота s1

Задание начального состояния сцены и основных характеристик робота осуществляется в диалоговом режиме при вызове процедуры РОБОТ. Здесь определяются габаритные размеры сцены /XR, УR/, исходное положение робота /XS, YS/, координаты точки K /XK, YK/, в которую должен переместиться робот.

Состояние сцены определяется обращением к одной из процедур D₁, D₂,...,Dn , которые определяют размещение и тип объектов; заполняющих сцену. Процедура D₁, например, позволяет разместить на сцене объекты /от 1 до 5/ типа прямоугольника, каждый из которых определяется координатами левого нижнего угла. Габаритные размеры прямоугольника пропорциональны размерам сцены /в данном случае сторона a = XК/10, где XR - размеры сцены/. Формат задания объекта в про­цедуре Di-I, х , у , где I - тип объекта; х, у - его координаты. Комбинируя размещение объектов, можно формировать различные сцены.

Процедура D₂ реализует представление сцены несколько иначе. Здесь также имеется возможность размещать на сцене от 1 до 5 объектов, положение которых определяется заданными координатами; однако дополнительно имеется возможность устанавливать тип объектов /треуголь­ник, окружность, прямоугольник и т.п./ и изменять их габаритные раз­меры. Формат представления сцены - i, х, у, А, где i - тип объекта /1 - квадрат, 2 - треугольник, 3 - окружность/; x, у - его координаты; А - масштаб объекта относительно размеров сцены /А = 1...10/.

Процедуры D₁, D₂, ... , D_n, определяющие объектную сцену, приведены в приложении. Однако каждая бригада при выполнении настоящей работы должна представить свой вариант задания объектной сцены /либо набором произвольных объектов, либо лабиринтом/.

3.2.2. Исследование алгоритмов перемещения

При исследовании алгоритмов предварительно следует проверить их работоспособность, для чего необходимо последовательно обратиться к процедурам РОБОТ и Di. Головная программа ЛОК реализует проце­дуру перемещения робота на сцене Di и формирует маршрут как после­довательность отдельных шагов. Каждый шаг задается тройкой X_i, Y_i, F_i, где X_i, У_i - координаты текущего шага; Fi - текущее направление восприятия. Собственно маршрут представляется совокупностью подобных троек. Обращение к процедуре СЕМ после выполнения об­хода позволяет отобразить пройденный маршрут на сцене. В работе не­обходимо для одной или нескольких сцен Di осуществить прокладку маршрута. Результаты представить в отчете.

Влияние габаритных размеров робота на прокладку маршрута

Сформировать объектную сцену из совокупности прямоугольных объектов, размещенных таким образом, чтобы расстояние между ними составляло 2, 4, 6 дискреты представления сцены. Начало и конец мар­шрута /точки S и К / расположить так, чтобы перекрывалась зона прямой видимости S - К. Выполнить n-кратное обращение к про­грамме ЛОК при различных габаритных размерах робота. В зависимости от соотношения габаритных размеров робота и расстояний между объекта­ми маршрут формируется тем или иным образом. Результаты представить в отчете.

Влияние дискретности перемещения на прокладку маршрута

Сформировать объектную сцену путем вызова процедуры Di. Определить исходное и конечное положения робота / ХS , YS , ХK , YK /. Проложить маршрут от S до К при фиксированном значении шага угло­вого перемещения STF и различных значениях длины шага STS. Результаты представить в отчете.

Повторить серию экспериментов, зафиксировав величину шага STS при переменном значении STF. Результаты представить в отчете.

Влияние направления обхода на прокладку маршрута

В головной программе ЛОК по умолчанию принято в качестве положи­тельного направления обхода препятствий направление по часовой стрел­ке. При этом поисковые движения робота /проверки в областях DFS / осуществляются в направлении против часовой стрелки, что соответствует положительному заданию STF.

Для нескольких реализаций сцены Di проложить маршрут при од­них и тех же начальных условиях, но при значениях STF , отличающихся знаком. Синтезированные маршруты представить в отчете.

Представленная программа перемещения дает лишь одну реализацию маршрута, далеко не всегда оптимальную. Предложить алгоритм оптими­зации прокладки маршрута, представить возможные модификации алгорит­ма перемещения.

Контрольные вопросы

1. Структура алгоритма перемещения.

2. Особенности формирования сцены.

3. Влияние изменения параметров STS , STF на формирование пути.

4. Влияние габаритных размеров робота на траекторию перемещения.

5. Минимизация длины маршрута.