Расчет областей пересечения поверхностей захватных устройств манипуляторов и деформируемых объектов при планировании и моделировании захвата

Выполнен анализ методов обнаружения и расчета областей пересечения поверхностей захватных устройств манипуляторов и объектов манипулирования при решении задач моделирования и планирования захвата деформируемых объектов. Предложен алгоритм обнаружения и расчета областей пересечения, включающий в себя широкую и узкую фазы. Алгоритм широкой фазы основан на методе ограничивающих параллелепипедов и усовершенствован благодаря введению оригинального алгоритма обнаружения областей потенциального взаимодействия захватных устройств манипуляторов и объектов манипулирования. Алгоритм узкой фазы является оригинальным. В его основе - алгоритм поиска ближайших соседей с учетом направления движения взаимодействующих тел. Разработана компьютерная программа и приведены результаты применения предложенных алгоритмов для моделирования захвата объекта трехпалой кистью Schunk SDH.

Литература

[1] Аппаратно-программный комплекс для решения задач автоматического захвата объекта манипуляторами / А.Г. Лесков, В.В. Илларионов, И.А. Калеватых, С.Д. Морошкин, К.В. Бажинова, Е.В. Феоктистова // Инженерный журнал: наука и инновации. 2015. Вып. 1. DOI: 10.18698/2308-6033-2015-1-1361 URL: http://engjournal.ru/catalog/pribor/robot/1361.html

[2] Boivin E., Sharf I., Doyon M. Optimum grasp of planar and revolute objects with gripper geometry constraints // Proc. IEEE ICRA 2004. 2004. Р. 326-332. DOI: 10.1109/ROBOT.2004.1307171

[3] Pauly M., Pai D.K., Guibas L.J. Quasi-Rigid Objects in Contact // Eurographics/ACM SIGGRAPH Symposium on Computer Animation. 2004. Р. 109-119.

[4] Ericson C. Real-time collision detection. San Francisco: Elsevier, 2005. 593 p.

[5] Gilbert E.G., Johnson D.W., Keerthi S.S. A fast procedure for computing the distance between complex objects in three-dimensional space // IEEE Journal of Robotics and Automation. 1988. Vol. 4. No. 2. Р. 193-203. DOI: 10.1109/56.2083

[6] Lin M.C. Efficient collision detection for animation and robotics. PhD dissertation. University of California, Berkeley, CA, USA, 1993. 159 p.

[7] Mirtich B. V-Clip: fast and robust polyhedral collision detection // Journal ACM Transactions on Graphics. 1998. Vol. 17. No. 3. Р. 177-208.

[8] Bullet Physics Library. URL: http://bulletphysics.org/ (дата обращения 25.12.2015).

[9] Open Dynamics Engine. URL: http://www.ode.org/ (дата обращения 25.12.2015).

[10] Препарата Ф., Шеймос М. Вычислительная геометрия. М.: Мир, 1989. 478 с.

[11] Panigrahy R. An improved algorithm finding nearest neighbor using Kd-trees // Proc. 8th Latin American Symposium. Buzios, Brazil, 2008. Vol. 26. No. 4. Р. 387-398.

[12] Maneewongvatana S., Mount D.M. An empirical study of a new approach to nearest neighbor searching // Proc. 3th International workshop on algorithm engineering and experimentation. Washington, DC, USA, 2001. Р. 172-187.

[13] Yianilos P.N. Data structures and algorithms for nearest neighbor search in general metric spaces // Proc. 4th annual ACM-SIAM symposium on discrete algorithms. Austin, TX, USA, 1993. Р. 311-321.

[14] Лесков А.Г., Бажинова К.В., Морошкин С.Д., Феоктистова Е.В. Построение моделей кинематики исполнительных механизмов манипуляционных роботов с использованием блочных матриц // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. Вып. 9. DOI: 10.18698/2308-6033-2013-9-954 URL: http://engjournal.ru/catalog/pribor/robot/954.html