92 lines
14 KiB
Markdown
92 lines
14 KiB
Markdown
# Начальная сцена для каждого эксперимента
|
||
|
||
Этот документ задаёт положения объектов для 20 экспериментов из [experements.md](experements.md). Единицы измерения — метры; координаты даны в мировой системе Webots. Это проект начальной компоновки для будущего `src/iiwa_description/worlds/grant/iiwa-grant.wbt`, а не описание уже созданного мира.
|
||
|
||
## Основа мира и постоянные элементы
|
||
|
||
Базовый мир — `src/iiwa_description/worlds/iiwa.wbt`. В нём есть стол, ограждения и освещение. Робот появляется через запуск в точке `(-0.25, 0, 0.79)`, с нулевым поворотом вокруг Z. Верх столешницы находится на `Z = 0.793`; её рабочая область по столешнице приблизительно `X = −0.64…0.64`, `Y = −0.54…0.54`. Для точки в мировой системе: `X_base = X_world + 0.25`, `Y_base = Y_world`, `Z_base = Z_world − 0.79`.
|
||
|
||
`patron` **всегда остаётся на роботе**. В начале каждого эксперимента в него не вставлен ни один из четырёх рабочих инструментов. Робот берёт нужный инструмент из стойки и вставляет в `patron`; при возврате извлекает только рабочий инструмент. Отсутствие рабочего инструмента не означает отсутствие `patron`.
|
||
|
||
| Объект | Центр `(X, Y, Z)` | Ориентация и состояние |
|
||
| --- | --- | --- |
|
||
| Стапель | `(0.30, 0.12, 0.803)` | Вертикальная ось OBJ переведена в Z Webots, затем поворот 45° вокруг Z; закреплён |
|
||
| Корпус | `(0.30, 0.12, 0.823)` | Та же ориентация; закреплён на опорах стапеля |
|
||
| Посадочное место `hatch_seat` | Центр `(0.30, 0.12)` | Поза связана с корпусом; устанавливаемый люк имеет начало в `(0.30, 0.12, 0.82594)` |
|
||
| Свободный люк, стандартная поза | `(0.35, −0.22, 0.790667)` | Поворот 45°; лежит отдельно на столе |
|
||
| Стойка инструментов | `(0.12, −0.42, 0.793)` | Фиксированная стойка с отдельными инструментами в гнёздах |
|
||
| Лоток винтов | `(0.20, 0.46, 0.793)` | Длинная сторона вдоль мировой оси X; нижняя поверхность на столе; у левого края стола, впереди слева от стойки |
|
||
|
||
Стойка и корпус присутствуют во всех сценах. Свободный люк, уже установленный люк, лоток, винты и рабочие инструменты появляются по таблице ниже. Установленный люк виртуально фиксируется после отпускания присоски. В опытах с крепежом он уже установлен и зафиксирован при старте.
|
||
|
||
### Гнёзда инструментов
|
||
|
||
Положения соответствуют четырём гнёздам модели `tool-magizine.obj` при указанной позе стойки. Нужные для опыта инструменты появляются как отдельные объекты, доступные для извлечения и вставки в `patron`.
|
||
|
||
| Инструмент | Центр гнезда `(X, Y, Z)` |
|
||
| --- | --- |
|
||
| Присоска `vacuum` | `(0.255, −0.42, 0.803)` |
|
||
| Магнитный `magnetic_tool` | `(0.165, −0.42, 0.803)` |
|
||
| Герметик `sealant_tool` | `(0.075, −0.42, 0.803)` |
|
||
| Затяжка `torque_tool` | `(−0.015, −0.42, 0.803)` |
|
||
|
||
### Десять винтов в лотке
|
||
|
||
Во **всех** экспериментах с лотком при старте в нём находятся десять одинаковых винтов. Даже если задача требует установить только один, два или четыре, остальные остаются на месте и усложняют поиск и выбор. Винты стоят вертикально; их нижняя точка запланирована на `Z = 0.7954`, у внутреннего дна лотка. Центры соседних винтов разнесены на 20 мм вдоль X и 30 мм между рядами Y. Четыре первых номера размещены по углам сетки, остальные заполняют промежутки.
|
||
|
||
| Винт | `(X, Y, Z)` | Винт | `(X, Y, Z)` |
|
||
| --- | --- | --- | --- |
|
||
| `screw_1` | `(0.160, 0.445, 0.7954)` | `screw_6` | `(0.200, 0.445, 0.7954)` |
|
||
| `screw_2` | `(0.240, 0.445, 0.7954)` | `screw_7` | `(0.220, 0.445, 0.7954)` |
|
||
| `screw_3` | `(0.160, 0.475, 0.7954)` | `screw_8` | `(0.180, 0.475, 0.7954)` |
|
||
| `screw_4` | `(0.240, 0.475, 0.7954)` | `screw_9` | `(0.200, 0.475, 0.7954)` |
|
||
| `screw_5` | `(0.180, 0.445, 0.7954)` | `screw_10` | `(0.220, 0.475, 0.7954)` |
|
||
|
||
Все десять винтов взаимозаменяемы. Для установки в четыре отверстия планировщик может выбрать **любые четыре разных доступных винта**. Оценка графа не должна требовать конкретные номера `screw_i`. В опыте 15 отказ задаётся третьей попытке захвата винта, который план выбрал третьим; отказ затяжки задаётся отверстию `hole_4`.
|
||
|
||
При стандартной позе корпуса предварительные центры отверстий, полученные из геометрии люка, таковы:
|
||
|
||
| Отверстие | `(X, Y)` | Отверстие | `(X, Y)` |
|
||
| --- | --- | --- | --- |
|
||
| `hole_1` | `(0.2243, 0.1052)` | `hole_3` | `(0.3757, 0.1348)` |
|
||
| `hole_2` | `(0.2852, 0.0443)` | `hole_4` | `(0.3148, 0.1957)` |
|
||
|
||
Противоположные пары — `hole_1`/`hole_3` и `hole_2`/`hole_4`; крестовой порядок: `hole_1 → hole_3 → hole_2 → hole_4`. Точную ось посадки винта и высоту головки нужно проверить в Webots перед построением контактной траектории.
|
||
|
||
## Размещение по экспериментам
|
||
|
||
В таблице «стандартный корпус» означает стапель `(0.30, 0.12, 0.803)` и корпус `(0.30, 0.12, 0.823)` из раздела выше. Указанные инструменты находятся в своих гнёздах; `patron` на роботе во всех строках. Если есть лоток, в нём **всегда десять винтов** в точках из предыдущей таблицы. Герметик до начала опыта не нанесён.
|
||
|
||
| № | Стапель и корпус | Люк при старте | Лоток и винты | Рабочие инструменты в стойке | Отличие сценария |
|
||
| ---: | --- | --- | --- | --- | --- |
|
||
| 1 | Стандартные | Свободный `(0.35, −0.22, 0.790667)`, 45° | Нет | Присоска | Базовая установка |
|
||
| 2 | Стандартные | Свободный `(0.35, −0.22, 0.790667)`, **135°** | Нет | Присоска | Люк нужно повернуть на 90° при переносе |
|
||
| 3 | Стапель `(0.29, 0.14, 0.803)`, корпус `(0.29, 0.14, 0.823)` | Свободный `(0.33, −0.22, 0.790667)`, 45° | Нет | Присоска | Посадочное место смещено вместе с корпусом; целевой люк `(0.29, 0.14, 0.82594)` |
|
||
| 4 | Стандартные | Стандартный свободный | Нет | Присоска | Первая попытка захвата даст `grasp_failed` |
|
||
| 5 | Стандартные | Стандартный свободный | Нет | Присоска | После первой установки люк окажется в `(0.303, 0.12, 0.82594)` и проверка даст `not_ok` |
|
||
| 6 | Стандартные | Нет | Нет | Герметик | Обрабатывается `side_1` |
|
||
| 7 | Стандартные | Нет | Нет | Герметик | Обрабатываются смежные `side_1`, `side_2` |
|
||
| 8 | Стандартные | Нет | Нет | Герметик | Обрабатывается полный `sealant_path` |
|
||
| 9 | Стандартные | Нет | Нет | Герметик | На `side_3` при выполнении прервётся подача |
|
||
| 10 | Стандартные | Стандартный свободный | Нет | Герметик, присоска | Герметик, затем установка люка |
|
||
| 11 | Стандартные | Уже установлен `(0.30, 0.12, 0.82594)`, 45° | Стандартный лоток, **10 винтов** | Магнитный | Установить один из десяти винтов |
|
||
| 12 | Стандартные | Уже установлен | Стандартный лоток, **10 винтов** | Магнитный | Установить два разных винта |
|
||
| 13 | Стандартные | Уже установлен | Стандартный лоток, **10 винтов** | Магнитный | Установить четыре разных винта |
|
||
| 14 | Стандартные | Уже установлен | Стандартный лоток, **10 винтов** | Магнитный, затяжной | Установить и затянуть четыре винта |
|
||
| 15 | Стандартные | Уже установлен | Стандартный лоток, **10 винтов** | Магнитный, затяжной | Сбой третьего захвата и первой затяжки `hole_4` |
|
||
| 16 | Стандартные | Стандартный свободный | Стандартный лоток, **10 винтов** | Все четыре | Участок герметика, люк, один винт |
|
||
| 17 | Стандартные | Стандартный свободный | Стандартный лоток, **10 винтов** | Все четыре | Полный контур, люк, два винта |
|
||
| 18 | Стандартные | Стандартный свободный | Стандартный лоток, **10 винтов** | Все четыре | Полная сборка |
|
||
| 19 | Стандартные | Свободный `(0.37, −0.20, 0.790667)`, **60°** | Лоток `(0.18, 0.48, 0.793)`, **10 винтов** | Все четыре | Координаты всех десяти винтов смещены вместе с лотком на `(−0.02, +0.02)` |
|
||
| 20 | Стандартные | Стандартный свободный | Стандартный лоток, **10 винтов** | Все четыре | Исходная геометрия обычная; сбои вводятся во время выполнения |
|
||
|
||
В опыте 3 смещается вся пара «стапель + корпус» без изменения взаимной высоты и поворота. Координаты `hatch_seat` и четырёх отверстий сдвигаются вместе с ними на `(−0.01, +0.02)`. В опыте 19 сдвигается лоток **со всеми десятью винтами**; ни один винт не остаётся в старой точке.
|
||
|
||
Опыты 4, 5, 9, 15 и 20 требуют также управляемых событий исполнителя. Эти события и последующие изменения положения детали не являются дополнительными объектами начальной сцены. Герметик удобнее учитывать как состояние именованных участков контура, а не как заранее лежащую на корпусе модель.
|
||
|
||
## Геометрические и технические ограничения
|
||
|
||
По габаритам OBJ стапель занимает в плане примерно `X = 0.0985…0.5015`, `Y = −0.0815…0.3215`; стандартный свободный люк — `X = 0.2663…0.4337`, `Y = −0.3037…−0.1363`; стойка — `X = −0.09…0.33`, `Y = −0.49…−0.35`; лоток — `X = 0.14…0.26`, `Y = 0.425…0.495`. Эти прямоугольники не пересекаются. Лоток перенесён к левому краю стола со стороны `+Y`, чтобы все винты были в достижимой зоне; зазор от лотка до стапеля по Y около 104 мм. Зазор от свободного люка до стойки по Y около 46 мм, до стапеля около 55 мм. Это проверка начальной компоновки, не проверка траекторий инструмента.
|
||
|
||
Перед реализацией контактных действий нужно проверить в Webots достижимость TCP и коллизии при подъёме люка, при извлечении инструмента из гнезда и при работе между десятью винтами. В `iiwa.wbt` трение `TableMaterial` равно нулю; лоток и винты понадобится удерживать до захвата или задать подходящую контактную модель. Действующий спавнер `object_spawner.py` создаёт случайные OBJ, поэтому для этой таблицы потребуется детерминированная загрузка по номеру эксперимента. Стойка должна содержать отдельно управляемые рабочие инструменты; удалённый `GrantToolRack.proto` для нового мира не используется.
|