Навчальний рік 2013/2014 (13)

Планета Земля, колиска людства, вже досить переповнена. Все частіше про колонізацію інших космічних тіл люди говорять не як про теоретичну, а про практичну можливість. Але умови цих космічних тіл зовсім не пристосовані для людини. Тому першопрохідцями, тими, хто все підготує до приходу людей будуть роботи.

Сьогодні роботи займають все більше місце у нашому житті. Спочатку дослідницькі, потім промислові, військові і, нарешті, побутові. Роботи-іграшки, роботи-друзі, роботи-пилососи – все це ми можемо побачити на полицях магазинів. Розвиток всіх цих видів роботів відбувається паралельно. Вони працюють за однаковими принципами і взагалі між ними немає жодної різниці. Чи ні?

Відчуйте себе розробником роботехнічної системи. Виробництво роботів є досить коштовним, тому більшість попередніх досліджень варто здійснювати на моделях. Пропонується створити комп’ютерну модель робота згідно представлених завдань.

Завдання турніру носить дослідницький та творчий характер і тому є відкритим. Команди-учасниці деталізують завдання, виходячи зі своєї концепції розв’язання. Цю концепцію вони повинні викласти у вигляді технічного завдання та надати журі разом з іншою технічною документацією у файлі tech_zavd.docx (doc).

Кожне наступне завдання є ускладненням попереднього. Але команди-учасниці можуть комбінувати вимоги різних завдань у своєму програмному продукті. Всі математичні моделі, створені у рамках проекту, повинні бути описані та збережені у файлі mat_mod.docx (doc).

Завдання 1.

1.1. Розробити програму — виконавець алгоритмів. Під виконавцем ми розуміємо комп’ютерну модель робота.

1.2. Програма повинна містити редактор алгоритму, яка підтримує систему команд для керування виконавцем, що рухається площиною. Систему команд учасники розробляють самостійно, виходячи з функціональної повноти та ефективності.

1.3. Реалізувати в програмі двовимірну візуалізацію виконання алгоритму, заданого користувачем.

1.4. Забезпечити збереження алгоритму в файлі.

1.5. Забезпечити зчитування алгоритму з файлу.

1.6. Надати користувачеві засоби налагодження алгоритму.

Завдання 2.

2.1. Побудувати модель руху робота в тривимірному просторі поверхнею довільного рельєфу. За необхідністю розширити систему команд.

2.2. Забезпечити завантаження рельєфу поверхні з файлу зображення в сірих тонах в форматі BMP. Висота поверхні визначається яскравістю пікселя. Користувачеві надати можливість керувати масштабом відображення горизонтальних та вертикального вимірів поверхні.

2.3. Забезпечити тривимірну візуалізацію моделі руху робота заданою поверхнею за побудованим користувачем алгоритмом.

2.4. Надати можливість зміни ракурсу, наближення та віддалення камери.

Завдання 3.

3.1. Додати в модель можливість модульної побудови робота. Приклади модулів: шасі, сенсор дотику, сенсор відстані, сенсор орієнтації у просторі, акселерометр, сервомотор, маніпулятор та інші. Модель повинна враховувати взаємне положення модулів, їх орієнтацію у просторі.

3.2. Розробити програму — виконавець алгоритмів для модульного робота. Визначити відповідну систему команд.

3.3. Розробити формат файлу для збереження даних про робота. Забезпечити запис та зчитування цих даних.

3.4. Програма повинна містити редактор алгоритму, що підтримує систему команд для керування моделлю робота, що рухається поверхнею довільного рельєфу та може взаємодіяти з різними об’єктами. Система команд повинна містити можливість опитування датчиків, керування сервомоторами, іншими приладами.

3.5. Врахувати можливість виходу з ладу модулів робота та його часткове руйнування.

Завдання 4.

4.1. Додати у модель можливість роботи робота в умовах різних планет. Змоделювати систему живлення робота.

4.2. Змоделювати систему керування роботом з Землі або орбітальної станції.

4.3. Врахувати характеристики поверхні, якою рухається робот: вологість, слизькість, осипання ґрунту, буксування.

4.4. Врахувати вплив навколишнього середовища: умови освітлення, атмосферні явища, стихійні лиха тощо.

Завдання 5. Автономний робот

5.1. Запрограмувати робота на виконання завдань пунктів 5.2. - 5.4. для довільного рельєфу.

5.2. Починаючи з точки з координатами (x0,y0) переміститися в точку (x1,y1).

5.3. Починаючи з точки з координатами (x0,y0) забрати в точці (x1,y1) об'єкт та доставити його в точку (x2,y2). Об’єкт має форму прямокутного паралелепіпеда та має характеристики: розміри rx, ry, rz; одиничний вектор напрямку OY локальної системи координат об’єкта в системі світових координат (nx,ny,nz).

5.4. Починаючи з точки з координатами (x0,y0) відшукати об’єкт та перемістити його в точку (x1,y1).

5.5. Забезпечити функціонування робота у заданий період часу N (днів, годин, хвилин, секунд) в умовах агресивного середовища.