The application of VPython to visualization and control of robot

eng Artykuł w języku angielskim DOI:

Maciej Wochal *, wyślij Dawid Cekus **, Paweł Waryś ** * ** Czestochowa University of Technology

Pobierz Artykuł

Abstract

The idea of using VPython software environment (Python programming language plus a 3D graphics module called Visual) for visualization and control of robot movements is presented in the paper. The control system has been worked out for walking robot, which is building at Institute of Mechanics and Machine Design Foundation of Technical University of Czestochowa. A method of modeling and programming of robot operation control system has been described. The used library to communication with external devices allows easy control of an arbitrary number of mobile robotic modules. The developed program allows for cooperation with any servo controller and enables work in simulation mode of system motion or control mode. In control mode, the control sequences are sent in real time to the executive system and realized movements are shown in the form of three-dimensional visualization on a computer screen. User has the possibility of dynamic defining the position of the separate or group of elements in the space, and the change of velocity and position.

Keywords

control system, Python, walking robot

Zastosowanie środowiska programistycznego VPython do wizualizacji i sterowania robotem

Streszczenie

W pracy przedstawiono sposób wykorzystania środowiska programistycznego VPython (język programowania Python wraz z biblioteką graficzną Visual) do wizualizacji i sterowania ruchami robota. Sposób modelowania oraz sterowania został opracowany dla robota kroczącego, który jest budowany w Instytucie Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn Politechniki Częstochowskiej. Do nawiązania połączenia między komputerem, a modułami robota wykorzystano bibliotekę pySerial. Utworzony program umożliwia pracę w trybie ręcznym (sterowanie za pomocą klawiatury i myszki z jednoczesną obserwacją sekwencji ruchów w czasie rzeczywistym na monitorze komputera), symulacyjnym (realizującym ruchy robota na podstawie wczytanej sekwencji) lub automatycznym. Użytkownik ma możliwość dynamicznego definiowania prędkości oraz położenia pojedynczego serwomechanizmu lub grupy serwomechanizmów.

Słowa kluczowe

Python, robot kroczący, układ sterowania

Bibliografia

  1. Klaassen B., Linnemann R., Spenneberg D., Kirchner F., Biomimetic walking robot SCORPION: Control and modeling, “Robotics and Autonomous Systems”, 41, 2002, 69-76.
  2. Ion I.N., Marin A., Curaj A., Vladareanu L., Design and motion synthesis of modular walking robot MERO, “Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems”, vol. 2, no. 4, 2008, 25-30 .
  3. Zhang X., Zheng H., Walking up and down hill with a biologically - inspired postural reflex in a quadrupedal robot, “Autonomous Robots”, 25, 2008, 15-24.
  4. Bałchanowski J., Gąsieniec P., Budowa i badania symulacyjne robota kroczącego, “Acta Mechanica et Automatica”, vol. 4, 2010, 9-16.
  5. Mrozowski J., Awrejcewicz J., Bamberski P., Analysis of stability of the human gait, “Journal of Theoretical and Applied Mechanics”, 45, 1, 91-98, Warsaw, 2007.
  6. Scherer D., Dubois P., Sherwood B., VPython: 3D Interactive Scientific Graphics for Students, “Computing in Science and Engineering”, 2000, 82-88.
  7. Sterna W., Chodorowski B., OpenGL I wprowadzenie do programowania gier, Wydawnictwo NAKOM, 2008.
  8. [python.org].
  9. [vpython.org].