Bộ tối ưu hóa quỹ đạo cho các đội FRC, sử dụng tối ưu hóa số.
Lập kế hoạch cho các lộ trình robot tối ưu thời gian bằng cách tối ưu hóa số và chỉnh sửa điểm waypoint đồ họa, tạo ra các quỹ đạo tương đối với trường hoặc tương đối với robot cho các quy trình tự động. Choreo (Trình chỉnh sửa và Tối ưu hóa Lộ trình Đa hướng Tôn trọng Ràng buộc) được phát triển bởi SleipnirGroup và nhắm đến các đội thi FIRST Robotics Competition, người hướng dẫn và sinh viên. Quy trình làm việc cốt lõi của nó kết hợp một trình chỉnh sửa đường đi trực quan với bộ giải CasADi cho các quỹ đạo tối ưu thời gian, cung cấp xuất khẩu sang JSON, Java và C++, và phù hợp với các đội tích hợp với WPILib và PathPlanner cho điều khiển tự động vào ngày thi đấu.
Choreo thực sự tạo ra cái gì và độ chính xác của nó như thế nào?
Choreo tạo ra các quỹ đạo tối ưu hóa thời gian bằng cách chạy tối ưu hóa số với bộ giải CasADi, bộ giải này tính toán các đường đi tuân thủ các ràng buộc về tốc độ và gia tốc. Công cụ hỗ trợ cả động học truyền động lệch và truyền động vi sai, do đó các chuyển động đã lên kế hoạch phản ánh động lực học của từng hệ thống truyền động thay vì các spline xấp xỉ. Các tùy chọn xuất bao gồm JSON, Java và C++, cho phép nhập trực tiếp vào mã robot thông qua ChoreoLib để thực thi tại thời điểm chạy.
Choreo ảnh hưởng đến quy trình phát triển và tích hợp công cụ như thế nào?
Ứng dụng cung cấp một trình chỉnh sửa đồ họa với các điểm waypoint, dấu hiệu ràng buộc và hình ảnh trực tiếp cùng phát lại, tích hợp với WPILib và có thể nhập vào PathPlanner. Bởi vì nó xuất ra các định dạng tiêu chuẩn và các thư viện đi kèm tồn tại cho Java, C++ và Python, các đội có thể đưa các quỹ đạo đã tạo vào các quy trình tự động hiện có mà không cần bộ chuyển đổi tệp tùy chỉnh hoặc sao chép điểm waypoint thủ công.
Choreo có an toàn để sử dụng trên robot thi đấu và có những biện pháp bảo vệ nào?
Tối ưu hóa thực thi các giới hạn vật lý và các chướng ngại vật có thể cấu hình, do đó các quỹ đạo bị ràng buộc bởi tốc độ và gia tốc tối đa được chỉ định của robot thay vì phụ thuộc vào điều chỉnh thủ công. Cách tiếp cận dựa trên bộ giải loại bỏ việc "làm tròn" thủ công các đường đi, và người dùng xác định các ràng buộc cho các chướng ngại vật trên sân. Dự án là mã nguồn mở theo giấy phép BSD-3-Clause, cho phép các đội kiểm tra mã xuất và các thư viện tích hợp trước khi triển khai các lộ trình đến robot.
Tôi có cần kiến thức chuyên môn để vận hành Choreo hiệu quả không?
Giao diện trình bày một trình chỉnh sửa trực quan, nhưng phương pháp cơ bản là tối ưu hóa số, vì vậy một chút quen thuộc với động học và các ràng buộc sẽ cải thiện kết quả. Hỗ trợ cho cả tọa độ tương đối với sân và tương đối với robot giúp lập bản đồ các chiến lược với phần cứng. Công cụ được cung cấp dưới dạng tệp thực thi độc lập trên Windows và cũng có sẵn thông qua WinGet, điều này đơn giản hóa việc cài đặt cho các môi trường máy tính để bàn được sử dụng bởi các đội sinh viên.
Lựa chọn rõ ràng cho các đội sẵn sàng áp dụng các quỹ đạo dựa trên tối ưu hóa
Choreo phù hợp với các đội FRC và người hướng dẫn muốn những con đường tự động được suy diễn toán học và tôn trọng các ràng buộc, và những người có thể chấp nhận một đường cong học tập xung quanh các khái niệm tối ưu hóa. Mong đợi một sự đánh đổi: đạt được thời gian di chuyển tối ưu yêu cầu cung cấp các thông số truyền động chính xác và các giá trị ràng buộc. Đối với các đội đã chuẩn bị để xác định những chi tiết đó, Choreo cung cấp các quỹ đạo có thể tái tạo, được điều khiển bởi động cơ, có thể tích hợp vào các mã robot hiện có.
