Optymalizator trajektorii dla zespołów FRC, wykorzystujący optymalizację numeryczną
Planuj trasy robotów optymalne czasowo za pomocą optymalizacji numerycznej i graficznej edycji punktów, generując trajektorie względne do pola lub robota dla autonomicznych rutyn. Choreo (Constraint-Honoring Omnidirectional Route Editor and Optimizer) jest rozwijany przez SleipnirGroup i jest skierowany do zespołów FIRST Robotics Competition, mentorów i studentów. Jego podstawowy przepływ pracy łączy wizualny edytor ścieżek z solverem CasADi dla trajektorii optymalnych czasowo, oferuje eksport do JSON, Java i C++, i pasuje do zespołów, które integrują się z WPILib i PathPlanner dla autonomicznej kontroli w dniu meczu.
Co tak naprawdę generuje Choreo i jak dokładne jest?
Choreo produkuje trajektorie zoptymalizowane czasowo, przeprowadzając optymalizację numeryczną za pomocą rozwiązania CasADi, które oblicza ścieżki, które respektują ograniczenia prędkości i przyspieszenia. Narzędzie obsługuje zarówno kinematykę skrętną, jak i różnicową, więc planowane ruchy odzwierciedlają dynamikę każdego napędu, a nie przybliżone splajny. Opcje eksportu obejmują JSON, Java i C++, co umożliwia bezpośredni import do kodu robota za pomocą ChoreoLib do wykonania w czasie rzeczywistym.
Jak Choreo wpływa na przepływ pracy w rozwoju i integrację narzędzi?
Aplikacja zapewnia graficzny edytor z punktami kontrolnymi, znacznikami ograniczeń oraz wizualizacją i odtwarzaniem w czasie rzeczywistym, który integruje się z WPILib i może być importowany do PathPlanner. Ponieważ eksportuje standardowe formaty, a istnieją biblioteki towarzyszące dla Java, C++ i Pythona, zespoły mogą umieszczać generowane trajektorie w swoich istniejących rutynach autonomicznych bez potrzeby stosowania konwerterów plików lub ręcznej transkrypcji punktów kontrolnych.
Czy Choreo jest bezpieczne w użyciu na robocie konkursowym i jakie istnieją zabezpieczenia?
Optymalizacja narzuca fizyczne ograniczenia i konfigurowalne przeszkody, więc trajektorie są ograniczone do określonych przez robota limitów prędkości i przyspieszenia, zamiast polegać na ręcznych regulacjach. Podejście oparte na rozwiązaniach eliminuje ręczne "manipulowanie" ścieżkami, a użytkownicy definiują ograniczenia dla przeszkód na polu. Projekt jest open-source na licencji BSD-3-Clause, co pozwala zespołom na przeglądanie kodu eksportu i bibliotek integracyjnych przed wdrożeniem tras do robota.
Czy potrzebuję specjalistycznej wiedzy, aby skutecznie obsługiwać Choreo?
Interfejs przedstawia wizualny edytor, ale podstawowa metoda to optymalizacja numeryczna, więc pewna znajomość kinematyki i ograniczeń poprawia wyniki. Wsparcie dla współrzędnych względnych do pola i robota pomaga mapować strategie do sprzętu. Narzędzie jest dostarczane jako samodzielny plik wykonywalny Windows i jest również dostępne za pośrednictwem WinGet, co upraszcza instalację dla środowisk desktopowych używanych przez zespoły studenckie.
Jasny wybór dla zespołów gotowych do przyjęcia trajektorii opartych na optymalizacji
Choreo pasuje do zespołów FRC i mentorów, którzy chcą matematycznie wyprowadzonych, przestrzegających ograniczeń autonomicznych ścieżek i którzy mogą zaakceptować krzywą uczenia się wokół koncepcji optymalizacji. Oczekuj kompromisu: osiągnięcie optymalnych czasów podróży wymaga dostarczenia dokładnych parametrów napędu i wartości ograniczeń. Dla zespołów gotowych do zdefiniowania tych szczegółów, Choreo dostarcza powtarzalne, napędzane silnikiem trajektorie, które wpasowują się w istniejące bazy kodu robotów.
