Quais são os termos amigáveis ​​ao homem para orientação de robô móvel e direção relativa de objetos não-robô?

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Na programação de robótica, a orientação é dada principalmente em termos de coordenadas x, y e z, a partir de algum local central. No entanto, as coordenadas x, y, z não são convenientes para o entendimento humano rápido se houver muitos locais a serem selecionados (por exemplo, {23, 34, 45}, {34, 23, 45}, {34, 32, 45} , {23, 43, 45} não é particularmente amigável ao ser humano e é altamente propenso a erros humanos). No entanto, os descritores de orientação em inglês mais comuns são freqüentemente muito prolixo ou impreciso para seleção rápida (por exemplo, "câmera frontal no ombro direito do robô 1" é muito prolixo; mas "frente" / "frente" é muito impreciso - é o câmera na borda principal ou está apontando para a frente?)

Nos campos naval e aeronáutico, as localizações dos veículos são genericamente mencionadas como frente, popa (ou popa), porto e estibordo. Embora a direção do movimento relativa ao veículo seja freqüentemente dada em referência a um relógio (por exemplo, a frente da frente seria "às 12", a parte traseira da popa seria "às 6", à direita da estibordo e esquerda do porto seria "em 3" e "em 9", respectivamente). Essa linguagem suporta uma comunicação humana rápida, mais precisa do que termos como "frente" e "frente". Existem termos equivalentes na robótica móvel?

mobile-robot control design localization navigation Auto-otimização recursiva
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Esta pergunta mudou significativamente desde que eu a respondi. Em vez de responder novamente, deixarei minha resposta caso alguém precise de um exemplo.
Josh Vander Gancho
@ Josh - Obrigado. Definitivamente, ainda é uma informação muito útil!
Auto-otimização recursiva
Por que você exige que as descrições sejam "amigáveis ​​ao ser humano"? Descrições matemáticas tornam as coisas PRECISAS e CONCISAS. "Amigável ao ser humano" não está bem definido aqui e precisa de alguns esclarecimentos.
Paul

Respostas:

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Normalmente, um quadro de coordenadas é colocado no centro do robô. O eixo x aponta para a frente, o eixo y aponta para a esquerda e o eixo z aponta para cima. Em seguida, medimos os ângulos em relação ao eixo x. Portanto, um ângulo de 90 graus significaria ao longo do eixo y, como mostrado,

Quadros de coordenadas para robôs móveis

Portanto, "12" corresponde a 0 guinada ou para a frente. "9" corresponde a guinada de 90 graus ou ao longo do eixo y. 6 corresponde a uma guinada de 180 graus ou para trás ao longo do eixo x negativo etc.

Você está perguntando "Como descrevo um objeto em relação ao robô", que é o mesmo que "como descrevo a localização do objeto no quadro de coordenadas do robô" Por necessidade, consideramos os dois iguais, portanto a roda "do lado do motorista" é a "frente esquerda". Frente porque é + X e esquerda porque é + Y. As latas estão na "frente" do robô porque possuem uma coordenada + X. Eles estão "abaixo" do robô porque possuem uma coordenada -Z.

É o mesmo que "Port", "popa", "estibordo", porque estes são descritos em relação ao veículo , não em relação ao observador. Esta é a definição básica de um quadro de referência .

Josh Vander Hook
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Eu concordo com o uso do yaw, pitch and roll com bastante frequência. Mas, mesmo que a resposta seja limitada a veículos terrestres, não tenho certeza de que o resto seja válido. Eu, por exemplo, sempre prefiro y-forward em vez de x-forward. Além disso, o centro do seu robô nem sempre pode ser uma boa opção para colocar a estrutura do corpo do seu sistema.
Jakob
@ Josh - Essa é uma boa informação sobre terminologia para a direção de um robô. Na verdade, estou procurando (a) locais relativos no veículo e (b) locais relativos não no veículo. Por exemplo, na imagem, (a) como você se refere à localização de cada pneu (por exemplo, lado do motorista dianteiro, porta traseira) e (b) como você se refere à direção dos refrigerantes (por exemplo, "em 12 "ou 0 guinada)? Estou procurando especificamente termos genéricos, amigáveis ​​ao ser humano, que possam ser usados ​​em uma variedade de configurações de robôs, incluindo robôs de 6 rodas, barcos e bípedes (por exemplo, não posso usar o motorista e o passageiro para o parente no veículo) .
Auto-otimização recursiva
Se você estava tentando descrever para sua avó qual perna, roda, pista, etc. específicas de seu robô estavam se movendo em qual direção específica, como você faria isso?
Auto-otimização recursiva
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@ Jacob, Estas são as convenções que eu conheço e que já vi na literatura. Tenho certeza que existem outros, e qualquer um é igualmente válido.
Josh Vander Gancho
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Desculpe, @RecursiveSelfOptimization Não vi que você estava com menos de 20 representantes. Sinta-se à vontade para perguntar sobre seus problemas com a terminologia com novas perguntas. Não demorará muito para você ganhar mais 9 repetições necessárias para conversar. Além disso, a melhor maneira de esclarecer sua pergunta é editá-la . Dessa forma, todas as informações que os futuros respondedores precisam estão na sua pergunta, e não espalhadas pelos comentários das respostas. O mesmo vale para as respostas, e é por isso que Josh editou sua resposta, para manter as informações relevantes em sua resposta, em vez de se dispersar por esses comentários.
Mark Booth
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Eu acho que você poderia usar rumo (ou azimute ou ascensão reta ) e marca (ou altitude ou declinação ). Por exemplo, 0 marca 0 está sempre em frente e no horizonte. 30 marca 30 é 30 graus para a direita e 30 graus acima do horizonte. -90 marca -90 seria 90 graus para a esquerda e depois virado para baixo no chão. Elas podem ser relativas à sua posição e orientação atual ou relativas a alguma referência, como norte verdadeiro ou norte magnético e horizonte.

Este é o uso do astrônomo do sistema.

Polvo
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Eu prefiro usar termos anatômicos para isso. Sou um pouco tendenciosa porque frequentemente faço trabalhos de biomimética e reabilitação. No entanto, existem algumas coisas boas sobre como usá-las discutindo ou descrevendo uma carroceria (veículo).

  1. A terminologia é rica. Existem termos inequívocos para localização (ventral dorsal posterior anterior direita esquerda), planos da seção transversal (coronal transverso sagital) e posicionamento relativo no corpo (distal proximal).
  2. A terminologia é compartilhada. Os roboticistas que praticam medicina, caminhada e manipulação usam esses termos e o fato de que biólogos e cientistas médicos podem entender instantaneamente você cria oportunidades para polinização cruzada científica.
hauptmech
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