Приложение А (справочное). Расчет зоны покрытия

Приложение А
(справочное)

Расчет
зоны покрытия

А.1 Определения

Система отслеживания пространственного расположения (СОПР) использует две разные системы координат: глобальную систему координат (ГСК), которая соответствует неподвижной системе координат, определяющей испытательную зону, и систему координат робота (СКР), которая необходима для определения геометрических взаимосвязей между любыми параметрами, используемыми для отслеживания, а также расположения чистящей головки робота.

Результатом работы СОПР должна быть регистрация центра средней точки колесной базы (точки, вокруг которой робот поворачивается при развороте на месте) на уровне земли. Ось х должна указывать вперед в направлении движения робота. Ось y должна быть направлена на левое колесо (положительное направление вращения - против часовой стрелки). Ось z должна быть направлена вверх от пола (рисунок А.1). СОПР должна вычислять разницу между отслеживаемыми параметрами и началом СКР и регистрировать точку начала координат СКР в ГСК. Кроме того, СОПР определяет угол поворота, , системы координат робота относительно глобальной системы координат. Каждое пространственное расположение в момент времени t, обозначенное подстрочным индексом i, будет определяться, как минимум, следующей информацией: t _i, x _i, y _i, .

Рисунок А.1 - Система координат робота

Чистящая головка может быть представлена прямоугольником, который по предположению размещен на уровне пола. Смещение чистящей головки от начала координат робота может быть представлено вектором, d _orifice, и иметь размер O _w, представляющий ширину чистящей головки. Линия, проходящая через середину чистящей головки и имеющая длину O _w, будет поэтому называться "линией чистящей головки".

А.2 Расчет зоны покрытия чистящей головкой

Для того, чтобы создать детальную карту покрытия, необходимо создать структуру данных (или несколько структур данных) для отслеживания двух элементов информации для каждого пространственного элемента, который используется для вычисления информации о проходе, и сгенерировать окончательную карту покрытия. Первым важным элементом информации, который необходимо отслеживать, является число раз, за которое чистящая головка покрывала данную зону. Вторым элементом информации, подлежащим отслеживанию, является последний раз, когда чистящая головка покрыла данную зону. Рекомендуется, чтобы эти структуры данных могли представлять ГСК в элементах, которые, как минимум, равны O _w/10. Для принятия решения о размере элемента СОПР также необходимо учесть разрешение и точность (см. 4.10).

Для каждого пространственного расположения, зафиксированного СОПР, вычисления начинают с состояния совпадения СКР и ГСК. То есть у этих систем совпадают начала координат и ориентация осей. Расположение линии чистящей головки в пространстве определяет вектор d _orifice. Данный результат сохраняют для последующих преобразований.

Для каждого отслеженного пространственного расположения используют аффинное преобразование для переноса линии чистящей головки и, фактически, всей СКР в надлежащее место в ГСК. Это может быть выполнено с использованием следующего уравнения:

.

При условии, что b _r0, b _l0 - правая и левая крайние точки линии чистящей головки в момент времени t ₀, а b _r1, b _l1 - правая и левая крайние точки линии чистящей головки в момент времени t ₁, зону покрытия вычисляют следующим образом.

Рассмотрим многоугольник b _l0, b _l1, b _r1, b _r0 (рисунок А.2). Каждый элемент, полностью содержащийся в данном многоугольнике, добавляет свою площадь к зоне покрытия. Каждый элемент, частично входящий в данный многоугольник, вносит свой вклад пропорционально площади покрытия. Каждый элемент, не вошедший в данный многоугольник, не рассматривается.

Рисунок А.2 - Шаг расчета зоны покрытия

Далее каждый покрытый или частично покрытый элемент проверяют для того, чтобы убедиться в том, что прошло достаточно времени для того, чтобы чистящая головка реально покинула данную зону. Если чистящая головка не покрыла данный элемент совсем недавно, число проходов покрытия увеличивают на единицу. Независимо от того, было ли увеличено или нет число проходов покрытия, данный элемент модифицируют для того, чтобы отразить тот факт, что чистящая головка была здесь в данном пространственном расположении.

Существует несколько дополнительных возможностей, которые могут быть использованы для повышения точности конечного результата. Одной из рекомендуемых возможностей является увеличение плотности элементов, представляющих испытательную зону, за счет уменьшения их площади до 1 см ² или меньше.

Другой возможностью является рассмотрение частично покрытых элементов и увеличение покрытия с использованием десятичных дробей, т.е. элемент, покрытый чистящей головкой на 30 %, увеличивает зону покрытия на 0,3 прохода вместо 0 проходов.