STEP2: シミュレータを作ろう

ODE本　Step2 扉図のカラー画像

ODE本「簡単!実践!ロボットシミュレーション – Open Dynamics Engineによるロボットプログラミング

」のStep2です．

ここでは，ロボットを動かす上で必要になる関節を動かす方法，シミュレーションの再実行法，高速化，キーボードからの操作を学びホッピングロボットのシミュレータを作ります．

以下にStep2のシミュレータの動画を掲載します．ソースコードはこのページの注意事項を読み，ダウンロード，ビルドやコンパイルし実行してください．

• ソースコード
  • プログラム2.1：　ヒンジジョイントの制御(P32)
  • プログラム2.2：　ヒンジジョイントの力制御(P33)
  • プログラム2.3：　スライダージョイントの作り方(P34)
  • プログラム2.4：　スライダージョイントの動かし方(P35)
• EX2.1補足　(P33)
  ヒントで「controlHinge関数をsimLoop関数の中に入れます。」という意味は、simLoop関数の中で呼び出すという意味です。関数の定義（本体）は、simLoop関数のすぐ上に挿入してください。プログラム2.5(P37)が参考になると思います。ここでは、controlSlider関数がsimLoop関数の中で呼び出されていますね。

• プログラム2.5：　ホッピングロボット(P37)
• 説明：スライダ（直動式）ジョイントの動かし方を学び，一本脚ロボットをちょっとジャンプさせます．

• プログラム2.9：　ホッピングロボット，再実行可能版 (P44)
• 説明：シミュレーションは普通は１回では終わらず，何度も繰り返し実行しなければなりませんよね．ここでは，ミュレーションの再実行法を学びます．

• プログラム2.10：　ホッピングロボット，描画無版 (P50)
• EX2.8：　テクスチャファイル　(P53)
  • グリッドのテクスチャ，芝とグリッドのテクスチャ

• プログラム2.1：　ヒンジジョイントの制御(P32)

[cpp] void controlHinge(dReal target) { static const dReal kp 　= 5.0; // 比例定数 static const dReal fmax = 200; // 最大トルク [Nm] dReal tmp = dJointGetHingeAngle(joint); // 現在の角度を取得 dReal u = kp * (target – tmp); // 操作量 dJointSetHingeParam(joint,dParamVel,u); // 角速度の設定 dJointSetHingeParam(joint,dParamFMax,fmax); // 最大トルクの設定 } [/cpp]

• プログラム2.2：　ヒンジジョイントの力制御(P33)

[cpp] void controlHinge2(dReal target) { static const dReal kp = 5.0, kt = 2.0; // 比例定数 dReal tmp = dJointGetHingeAngle(joint); // 現在の角度を取得 dReal u = kp * (target – tmp);　 // 操作量 dReal omega = dJointGetHingeAngleRate(joint); // 角速度 dReal trq = kt * omega;　　// 摩擦トルク dJointAddHingeTorque(joint, u – trq); // トルクを加える } [/cpp]

• プログラム2.3：　スライダージョイントの作り方(P34)

[cpp] s_joint = dJointCreateSlider(world, 0);　 // ジョイントの生成 dJointAttach(s_joint, leg[0].body,leg[1].body);　 // ジョイントの取付 dJointSetSliderAxis(s_joint, 0, 0, 1);　// 軸ベクトルの設定 dJointSetSliderParam(s_joint, dParamLoStop, -0.5); // 最大収縮長[m] dJointSetSliderParam(s_joint, dParamHiStop, 0.5); // 最大伸展長[m] [/cpp]

• プログラム2.4：　スライダージョイントの動かし方(P35)

[cpp] static void controlSlider(dReal target) { static dReal kp = 25.0; // 比例定数 static dReal fmax = 400; // 最大力[N] dReal tmp = dJointGetSliderPosition(s_joint); // スライダの現在位置 dReal u = kp * (target – tmp); // 残差 dJointSetSliderParam(s_joint, dParamVel, u); dJointSetSliderParam(s_joint, dParamFMax, fmax); } [/cpp]

• プログラム2.6: ドロースタッフの設定(P40)

[cpp] void setDrawStuff() { fn.version = DS_VERSION; // drawStuffのバージョン fn.start = &start;　 // シミュレーションループの前に呼び出される関数 fn.step = &simLoop; // ステップ毎に呼びだされる関数のアドレス fn.command = &command; // キー入力により呼び出される関数のアドレス fn.path_to_textures = "../../drawstuff/textures"; // テクスチャのパス } [/cpp]

• プログラム2.7: comman関数(P41)

[cpp] void command(int cmd) { float xyz[3],hpr[3]; // 視点,視線 switch (cmd) { case ‘a’:funcA(); break; // aキーを押すとfuncAを実行 case ’1′:func1(); break;　　　　　 // 1キーを押すとfunc1を実行 case ‘s’: // sキーを押すと視点，視線を表示 dsGetViewpoint(xyz,hpr); // 視点，視線を取得 printf("xyz=%4.2f %4.2f %4.2f ",xyz[0],xyz[1],xyz[2]); printf("hpr=%6.2f %6.2f %5.2f \n",hpr[0],hpr[1],hpr[2]); break; default:printf("Input a or 1\n");break;// 上記以外のキーを押すとき } } [/cpp]

• プログラム2.8: simLoop関数の変更(P42)

[cpp] static void simLoop(int pause) { const dReal *pos1, *R1, *pos2, *R2; int s = 200; // 跳躍する周期(ステップ) if (!pause) { // 一時停止 STEPS++; // ステップ数 printf("STEPS:%4d\n",STEPS); if ((0 <= (STEPS % s)) && ((STEPS % s) <= 10)) controlSlider(0.5); else controlSlider(0.0); dSpaceCollide(space,0,&nearCallback);　　// 衝突検出計算 dWorldStep(world,0.01); // 1ステップ進める dJointGroupEmpty(contactgroup); } dsSetColor(1.0,0.0,0.0); // 赤色の設定 dsDrawSphere(dBodyGetPosition(torso.body), // 球の描画 dBodyGetRotation(torso.body), torso. r); } [/cpp]

（最終更新日　2008-7-27)