它的工作原理：Robodk的新PRM运动计划者

我们的最新功能 - Robodk PRM运动计划器 - 使您可以通过按钮来创建AI驱动的机器人轨迹。但是它如何工作？

我们并不总是有一个清晰，免费的工作空间的奢侈，对吗？对于我们自己的个人工作空间来说，确实如此（例如，我的桌子被不必要的物品覆盖）。对于机器人的工作区也是如此。

有时，机器人的工作区比我们计划的要小。有时，在工作空间中间有一个巨大的支柱，我们无法摆脱。有时，有一堆无法存放的盒子。

每当您的机器人可能会与工作空间中的某些东西相撞时，我们的新运动计划者就会在这里使您的生活更轻松。

借助按钮，它可以为您的机器人程序创建无冲突的路径。

本文提供了PRM运动计划的介绍，并解释了何时应该使用此新功能。

PRM是什么意思？

新的Robodk Motion Planner使用一种称为“ PRM”的算法，该算法代表“概率路线图。”这是一种非常普遍的运动计划者，出于我们暂时进入的原因。

有许多不同的运动计划算法可用于机器人技术，从相当基本到极为详尽的复杂性。如果您根本不熟悉运动计划者，请查看我们的上一篇文章回到基础：机器人运动计划变得容易

PRM的意思是：

• p =概率 -规划器随机选择“配置空间”中的点（即规划师用来知道机器人可以在工作空间中移动的点的点集）。这种随机放置称为“概率”。替代方案是“统一”位置，在整个工作空间中以常规的间隔放置点。
• RM =路线图 -PRM算法首先创建整个机器人工作区的“路线图”来起作用。该地图类似于智能手机上的GPS Direction功能所使用的地图。首先可能需要一段时间来生成此地图，但是一旦生成它，您就无需再次计算它，因此您可以更快地“查询”地图。

从这两个术语中，我们可以对PRM运动计划者说以下内容：

1. 它总是会找到一个可行的机器人轨迹（如果存在）。
2. 它节省了配置空间的路线图，以加快“查询”阶段。

这是PRM规划师受欢迎的两个原因。

PRM如何工作

与某些运动计划者不同，PRM算法将其工作分为两个单独的阶段。在Robodk中使用Planner之前，您必须设置一些属性。

设置阶段

在运行计划器之前，您可以手动设置3个属性。

这就是您在Robodk中设置这些属性的方式（它们的含义）：

1. 样品数量 -您选择了策划者在施工阶段围绕机器人工作区周围定位的许多“样本”。较少的样品意味着建筑阶段更快，但是Cruder路线图。
2. 每个样品边缘 -每个样本都有最大数量的“边缘”。每个边缘将两个样品连接在一起。同样，较少的边缘意味着建筑阶段更快，但边缘路线图。
3. 机器人步骤（DEG） -当PRM算法在整个施工阶段运行时，它每次都会将机器人移动一小段距离。此距离由机器人步骤定义。更大的一步意味着更快的施工阶段，但是计划者可能会发现潜在的碰撞。

然后，您单击“更新地图”以开始施工阶段。

阶段1：施工（慢）

计划的第一阶段是生成路线图。这可能需要很长时间（对于100个样品，每个样品25个边缘的100个样品大约需要15-30分钟）。

这就是施工阶段在“引擎盖下”的工作方式：

1. 计划者将“示例”放在机器人工作区内某个地方的自由空间中的随机位置中。
2. 然后，该算法测试该样品和周围样品之间的路径。它通过“机器人步骤”将机器人沿着路径移动，并检查碰撞。如果路径是免费的，则将路径添加为路线图的“边缘”。
3. 当计划者达到此样品的最大边缘数时，它将移至下一个样本。

您可以看到为什么此阶段需要很长时间 - 该算法有很多样本需要测试。值得庆幸的是，一旦创建了地图，就无需重新计算它（除非您在环境中添加新对象）。

阶段2：查询（快速）

查询阶段是您最常使用的运动计划的一部分。您为计划者提供两个目标（一个开始目标和一个最终目标）。然后，策划者试图使用其存储的路线图在它们之间创建无冲突的轨迹。

这就是这个阶段在“引擎盖下”的工作方式

1. 您选择两个目标，并告诉计划者“链接”它们。
2. 如果两个目标尚未添加到路线图中，则计划者将其添加为新样本，并在新位置和附近现有样品之间创建一组边缘。
3. 然后，计划者使用其路线图来找到两个目标之间最短距离的路径。

有了足够详细的路线图，这使您可以在按钮的触摸下几秒钟内创建复杂的，无碰撞的机器人运动。

我什么时候应该使用运动计划者？

将动作编程为Robodk的标准方法是使用任何一个手动计划动作关节移动，线性移动或圆形移动。这仍然是编程机器人在两个目标之间移动的最快方法。

但是，这些标准命令仅在两个目标之间有可用空间时起作用。如果有这样的对象，您可能必须花费大量时间创建中间目标以避免碰撞。

运动计划者提供了一种自动化此过程的方法。它会自动找到最佳的动作，以在没有碰撞的情况下在目标之间移动机器人。

但是，有一个权衡。您必须等待很长时间才能完成施工阶段，然后计划者才能开始为您找到路径。

在大多数情况下，这个漫长的等待不是问题。您只需要“设置并忘记它”即可。在做其他事情时，让施工阶段运行。

查看文档有关如何入门的更多详细信息。

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