Разработка алгоритма интеграции URDF-модели в ROS при реализации цифрового двойника робототехнического комплекса
| Parent link: | Системы анализа и обработки данных.— .— Новосибирск: Изд-во НГТУ.— 2782-2001 № 4 (100).— 2025.— С. 9-24 |
|---|---|
| 主要作者: | |
| 其他作者: | |
| 總結: | Заглавие с экрана Современные тенденции развития робототехники и автоматизации способствуют широкому внедрению цифровых двойников, которые обеспечивают моделирование, тестирование и оптимизацию робототехнических систем еще на стадии проектирования, до их физической реализации. Одним из ключевых инструментов для создания цифровых двойников являются URDF-модели (Unified Robot Description Format, Единый формат описания роботов), используемые в среде ROS (Robot Operating System, Операционная система роботов). Эти модели позволяют детально описывать кинематику и динамику робототехнических комплексов (РТК) и устройств, включая их геометрические параметры, массовые и инерционные характеристики, а также ограничения движения. Это дает возможность интегрировать их в виртуальные симуляционные среды и реальные системы управления. В статье рассматривается разработка алгоритма интеграции URDF-модели РТК в ROS. Особое внимание уделено вопросам формирования корректной кинематической цепи, учету физических ограничений движений звеньев, а также обеспечению взаимодействия модели с окружающей средой в симуляторе GAZEBO. Для проведения эксперимента применялся РТК с шестью степенями свободы. Для него создана URDF-модель, включающая точное описание структуры звеньев, их соединений и динамических свойств. Проверка работоспособности алгоритма проводилась в ROS и GAZEBO путем моделирования движения РТК по заданным траекториям, анализа его поведения при взаимодействии с виртуальными объектами и оценки точности воспроизведения кинематики. Результаты экспериментов подтвердили, что предложенный алгоритм успешно интегрирует URDF-модель в ROS, обеспечивая стабильное и адекватное функционирование цифрового двойника. Это позволяет использовать разработку для тестирования алгоритмов управления, оптимизации траекторий и прогнозирования поведения системы в различных сценариях. Полученные данные открывают перспективы для дальнейшего совершенствования методов моделирования, разработки РТК и применения цифровых двойников в задачах промышленной автоматизации, научных исследованиях и образовательных проектах Текстовый файл |
| 語言: | 俄语 |
| 出版: |
2025
|
| 主題: | |
| 在線閱讀: | http://dx.doi.org/10.17212/2782-2001-2025-4-9-24 |
| 格式: | 電子 Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=685067 |
| 總結: | Заглавие с экрана Современные тенденции развития робототехники и автоматизации способствуют широкому внедрению цифровых двойников, которые обеспечивают моделирование, тестирование и оптимизацию робототехнических систем еще на стадии проектирования, до их физической реализации. Одним из ключевых инструментов для создания цифровых двойников являются URDF-модели (Unified Robot Description Format, Единый формат описания роботов), используемые в среде ROS (Robot Operating System, Операционная система роботов). Эти модели позволяют детально описывать кинематику и динамику робототехнических комплексов (РТК) и устройств, включая их геометрические параметры, массовые и инерционные характеристики, а также ограничения движения. Это дает возможность интегрировать их в виртуальные симуляционные среды и реальные системы управления. В статье рассматривается разработка алгоритма интеграции URDF-модели РТК в ROS. Особое внимание уделено вопросам формирования корректной кинематической цепи, учету физических ограничений движений звеньев, а также обеспечению взаимодействия модели с окружающей средой в симуляторе GAZEBO. Для проведения эксперимента применялся РТК с шестью степенями свободы. Для него создана URDF-модель, включающая точное описание структуры звеньев, их соединений и динамических свойств. Проверка работоспособности алгоритма проводилась в ROS и GAZEBO путем моделирования движения РТК по заданным траекториям, анализа его поведения при взаимодействии с виртуальными объектами и оценки точности воспроизведения кинематики. Результаты экспериментов подтвердили, что предложенный алгоритм успешно интегрирует URDF-модель в ROS, обеспечивая стабильное и адекватное функционирование цифрового двойника. Это позволяет использовать разработку для тестирования алгоритмов управления, оптимизации траекторий и прогнозирования поведения системы в различных сценариях. Полученные данные открывают перспективы для дальнейшего совершенствования методов моделирования, разработки РТК и применения цифровых двойников в задачах промышленной автоматизации, научных исследованиях и образовательных проектах Текстовый файл |
|---|---|
| DOI: | 10.17212/2782-2001-2025-4-9-24 |