FORTRONIQOsnove mobilnih robotaModul 6Jedinica 6.2

Izbjegavanje prepreka

Plan vrijedi za prostor kakav je bio u trenutku planiranja. Paleta, kolica i čovjek u njemu ne pišu — a na njih se mora odgovoriti u desetinki sekunde, ne ponovnim planiranjem.

Moći ću:
1

Planiranje i reagiranje nisu isto

Dva se posla lako pomiješaju, a razlikuju se u svemu: u ulazu, u brzini i u tome što se gubi kad zakažu.

PlaniranjeIzbjegavanje u hodu
Gledacijelu kartusamo ono što osjetila trenutačno vide
Radijednom, ili nekoliko puta u sekundideset do pedeset puta u sekundi
Dajeniz točaka do ciljabrzinu i zakret za sljedeći trenutak
Jamčida će se cilj doseći, ako put postojiništa o cilju — samo da se sada neće udariti
Kad zakaževozilo stoji ili vozi zaobilaznovozilo udari u nešto

Zadnji redak objašnjava zašto izbjegavanje mora biti brzo i jednostavno. Planiranje smije misliti; izbjegavanje mora odgovoriti prije nego što se prijeđe zaustavni put. Zato se ta dva sloja u sustavu drže odvojeno, a izbjegavanje ima prednost: kad se ne slažu, poštuje se izbjegavanje.

Treći sloj: zaustavljanje

Ispod obaju stoji sloj koji uopće ne razmišlja. Sigurnosni skener ili dodirna letvica spojeni su tako da izravno prekidaju napajanje pogona, mimo upravljačkoga računala. Taj sloj ne zaobilazi ništa i ne bira — samo zaustavlja. Postoji zato što se računalo može zaglaviti, a sigurnost ne smije ovisiti o programu koji se može zaglaviti.

2

Sigurnosni razmak: račun koji odlučuje o brzini

Koliko brzo vozilo smije voziti, ne odlučuje motor nego zaustavni put. Pravilo je jednostavno i neumoljivo: vozilo se mora moći zaustaviti unutar onoga što vidi.

Zaustavni put ima dva dijela. Prvi je put prijeđen dok sustav još ne reagira — od trenutka kad zapreka uđe u snop osjetila do trenutka kad kočenje počne. Drugi je put kočenja.

Zaustavni put

s = v · tr + v² / ( 2a )

Gdje je v brzina, tr ukupno kašnjenje — vrijeme očitanja osjetila, obrade i odziva pogona — a a usporenje pri kočenju. Prvi član raste razmjerno brzini, drugi s kvadratom brzine, i zato na većim brzinama on preuzima račun.

Potreban domet osjetila

d = s + rmax + z

Zaustavnomu se putu dodaje najveći polumjer vozila iz jedinice 3.3 i sigurnosna pričuva z, koja pokriva nesigurnost procjene položaja i to što se zapreka može i sama gibati prema vozilu.

Povuci klizače i gledaj što se traži od osjetila.

Zaustavni put i potreban domet
 
Put dok se ne reagira
 
Put kočenja
 
Zaustavni put
 
Potreban domet osjetila
 
Vrijeme do zaustavljanja
 

 

Brzina: 1,0 m/s
Kašnjenje: 0,20 s
Usporenje: 1,0 m/s²
Pričuva i polumjer vozila: 0,70 m

Iz računa slijedi pravilo koje se u pogonima stalno prekrši: udvostručenje brzine više nego udvostručuje potreban domet. Vozilo koje na 1 m/s treba vidjeti dva metra, na 2 m/s treba vidjeti gotovo pet. Ako osjetilo toliko ne vidi, brzina se mora smanjiti — nema druge mogućnosti.

Obratan smjer računa jednako je koristan: iz zadanoga dometa osjetila izlazi najveća dopuštena brzina. Laserski skener koji pouzdano vidi 4 m, uz kašnjenje 0,2 s i usporenje 1 m/s², dopušta oko 2,1 m/s — i to je broj koji se unosi u vozilo, bez obzira na to što motori mogu više.

Usporenje se ne bira slobodno

Veće usporenje skraćuje zaustavni put, ali ga ograničavaju tri stvari: prianjanje kotača, jer jače kočenje samo proklizava; teret, koji se pri naglome kočenju pomakne ili padne; i stabilnost, jer sila kočenja djeluje na visini težišta i može vozilo prevrnuti naprijed. U praksi se kod skladišnih vozila kreće od 0,5 do 1,5 m/s².

3

Zaštitna polja

Vozilo ne reagira jednako na sve što uđe u vidno polje. Prostor oko njega dijeli se na zaštitna polja, i svako ima svoj odgovor.

Povuci brzinu i gledaj kako se polja mijenjaju.

Zaštitna polja oko vozila
 
Polje zaustavljanja
 
Polje usporavanja
 
Polje upozorenja
 
Širina polja
 

 

Brzina: 1,2 m/s
Zakret: ravno

Dvije stvari u prikazu vrijedi uočiti. Prva: polja se mijenjaju s brzinom. Pri sporoj vožnji vozilo smije prići blizu; pri brzoj mora vidjeti daleko. Suvremeni sigurnosni skeneri imaju nekoliko unaprijed zadanih skupova polja i prebacuju se među njima prema brzini koju im vozilo javlja.

Druga: polja prate zakret. Vozilo koje skreće ulijevo mora gledati ulijevo, ne ravno. Polje koje se ne zakreće s putanjom ili nepotrebno zaustavlja vozilo pred zidom u zavoju, ili — gore — propušta zapreku koja je na putanji, a ne ravno ispred.

4

Kako se zapreka zaobilazi

Zaustavljanje je najsigurniji odgovor i najlošiji za posao. Vozilo koje stane pred svakom paletom ne obavlja ništa. Zato postoje postupci koji zapreku zaobiđu, ne čekajući novo planiranje.

Odaberi postupak.

Postupci izbjegavanja u hodu
 

 

 

 

U pogonima se najčešće koristi prozor mogućih brzina, i to iz jednoga razloga: on jedini u odluku uzima što vozilo uopće može izvesti. Postupak koji predloži zakret koji vozilo ne stigne izvesti nije rješenje nego odgoda udarca.

Kad zaobilaženje nije dopušteno

Postoje situacije u kojima se zapreka ne smije zaobići nego se mora stati i javiti: kad je zapreka čovjek, kad bi zaobilazak izveo vozilo iz označene rute u prostor koji nije za njega, i kad se zapreka ne miče ni nakon nekoliko pokušaja. Vozilo koje uporno traži put oko zatvorenih vrata troši bateriju i smeta; vozilo koje stane i javi rješava problem u minuti.

5

Sigurnost i propusnost

Svaka mjera koja povećava sigurnost smanjuje propusnost, i obratno. To nije neuspjeh izvedbe nego svojstvo zadatka, i zato se rješava brojkama, a ne načelima.

Veći sigurnosni razmak Manje zaustavljanja iz nepažnje, ali vozilo staje i pred onim što bi prošlo. U uskim prolazima preveliki razmak znači da vozilo uopće ne prolazi. mjeri se brojem nepotrebnih zaustavljanja
Manja brzina Kraći zaustavni put, sigurnije za ljude, manje oštećenja pri udarcu. Ali dulje vrijeme ciklusa, pa za isti posao treba više vozila. mjeri se brojem ciklusa po smjeni
Više zaobilaženja Veća propusnost, jer vozilo rjeđe stoji. Ali svaki zaobilazak izvodi vozilo s poznate rute u prostor o kojem se manje zna. mjeri se udjelom vožnje izvan rute
Uređeniji prostor Jedina mjera koja popravlja oboje. Označene rute, mjesta za odlaganje, čisti prolazi — smanjuju i broj zaustavljanja i potrebu za zaobilaženjem. najjeftinija i najčešće preskočena

Posljednji stupac je zaključak cijeloga područja. Tehnika rješava ono što prostor ne može, ali uređen prostor rješava više od svake tehnike — i to jeftinije. Skladište u kojemu su rute označene, prolazi čisti, a mjesta odlaganja stalna, ne treba ni najbrža osjetila ni najsloženije postupke.

Zaključak jedinice

Planiranje gleda cijelu kartu i jamči cilj; izbjegavanje gleda samo trenutačna mjerenja i jamči da se sada neće udariti — a kad se ne slažu, prednost ima izbjegavanje. Ispod obaju stoji sigurnosni sloj koji izravno prekida napajanje. Zaustavni put je zbroj puta dok se ne reagira i puta kočenja, i raste s kvadratom brzine, pa domet osjetila određuje najveću dopuštenu brzinu, a ne obratno. Zaštitna polja mijenjaju se s brzinom i prate zakret. Zaobilaženje se izvodi prozorom mogućih brzina, jer on jedini uzima u obzir što vozilo može izvesti.

Preostaje posljednji korak: pretvoriti isplaniranu putanju u brzine kotača i držati je se. To je sljedeća jedinica.

6

Procjena znanja

 

Odgovor se zaključava nakon prvoga klika, uz objašnjenje zašto je točan.

FORTRONIQ Osnove mobilnih robota · Modul 6 · Jedinica 6.2 © 2026 ForTroniQ d.o.o. · Sva prava pridržana