Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 24

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  wheeled mobile robot
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
In the paper, a kinematical model of the robot moving on uneven terrain has been presented. Configuration of the robot placed on uneven terrain is described, presenting the redundant set of variables that create the state of the robot. Inverse kinematics tasks have been defined, which as a result of various assumptions, gives the robot configuration. To solve the kinematics tasks, adequate closed-loop equations have been defined. Velocity equations of the point of the wheel contact with the ground have been presented with respect to the velocity of the platform itself and velocities of the robot actuators. Assuming constraints of the wheel movement causing a no-slip condition, dependencies between those velocities have been determined. This allowed one to determine velocities of the robot drives, so that the platform moves in the way specified by the user.
2
EN
The paper discusses mechanical properties of modern wheeled mobile robots including aspects of kinematics and dynamics. Relevant features of these robots and of used types of wheels are considered. Robots are categorized into six groups according to kinematic structures, which can be obtained using various types of wheels. For each group mechanical properties, which characterize the robots are discussed. Various variants of the robots within particular groups are described and some examples of existing solutions are given. Individual variants of the robots are compared and assessed taking into account the possessed features.
PL
Praca dotyczy badań ruchu wzdłużnego mobilnego robota czterokołowego na piasku w zależności od zadanej prędkości. Omówiono konstrukcję robota oraz przyjętą metodykę modelowania. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych i doświadczalnych ruchu robota.
EN
Paper concerns the study of longitudinal motion of a four-wheeled mobile robot on sand for various desired velocities. Design of the robot and assumed modeling methodology were described. Results of simulation and experimental research of robot motion were presented.
EN
The paper is concerned with the problem of tracking control of wheeled mobile robots (WMRs) using predictive control systems. Various kinematic structures of WMRs important from the point of view of motion control are discussed. A hierarchical approach to the problem of motion control of this kind of robots is presented. The problems of trajectory tracking and path following control of WMRs are briefly discussed. The methods of predictive control of WMRs are described in detail and the following aspects relevant to predictive control are considered: kinematic structures of robots, slip of wheels and its compensation, assumed constraints, methods of optimization of the objective function, problems of model nonlinearity, linearization and discretization, stability of the control system and use of the state observers.
5
Content available remote Opis kinematyki mobilnego robota kołowego z kołami typu mecanum
PL
W pracy omawiane jest zagadnienie modelowania kinematyki mobilnego robota kołowego z kołami typu mecanum. Koła mecanum należą do nowego typu kół stosowanych w mobilnych robotach kołowych. Składają się ze swobodnie obracających się rolek umieszczonych na obwodzie koła. Zastosowanie omawianych konstrukcji w mobilnych robotach kołowych znacznie zwiększa zakres możliwych ruchów robota w odniesieniu do konwencjonalnych kół. W pracy zamieszczono również wyniki badan symulacyjnych zadania odwrotnego kinematyki i jego realizacje.
EN
Problem of modeling kinematics of a wheeled mobile robot with mecanum wheels is discussed. The mecanum wheels belong to the new type of wheels used in the mobile robots. Each wheel consists of a freely rotating rollers placed around the circumference of the wheel. Application of mentioned construction in the mobile robots highly enhances the range of robots movements comparing to the conventional wheels. The article also shows results of the simulations of the inverse kinematics problem and its realization.
EN
The paper presents a method of localization of a mobile robot which relies on aggregation of data from several sensors. A review of the state of the art regarding methods of localization of ground mobile robots is presented. An overview of design of the four-wheeled mobile robot used for the research is given. The way of representation of robot environment in the form of maps is described. The localization algorithm which uses the Monte Carlo localization method is described. The simulation environment and results of simulation investigations are discussed. The measurement and control equipment of the robot is described and the obtained results of experimental investigations are presented. The obtained results of simulation and experimental investigations confirm the validity of the developed robot localization method. They are the foundation of further research, where additional sensors supporting the localization process could be used.
EN
This paper analyses a trajectory tracking control problem for a wheeled mobile robot, Rusing integration of a kinematic neural controller (KNC) and a torque neural controller (TNC), in which both the kinematic and dynamic models contain uncertainties and disturbances. The proposed adaptive neural controller (PANC) is composed of the KNC and the TNC and is designed with use of a modeling technique of Gaussian radial basis function neural networks (RBFNNs). The KNC is a variable structure controller, based on the sliding mode theory and is applied to compensate for the disturbances of the wheeled mobile robot kinematics. The TNC is an inertia-based controller composed of a dynamic neural controller (DNC) and a robust neural compensator (RNC) applied to compensate for the wheeled mobile robot dynamics, bounded unknown disturbances, and neural network modeling errors. To minimize the problems found in practical implementations of the classical variable structure controllers (VSC) and sliding mode controllers (SMC), and to eliminate the chattering phenomenon, the nonlinear and continuous KNC and RNC of the TNC are applied in lieu of the discontinuous components of the control signals that are present in classical forms. Additionally, the PANC neither requires the knowledge of the wheeled mobile robot kinematics and dynamics nor the timeconsuming training process. Stability analysis, convergence of the tracking errors to zero, and the learning algorithms for the weights are guaranteed based on the Lyapunov method. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.
PL
W artykule zaprezentowano hierarchiczny układ sterowania ruchem mobilnego robota kołowego Pionier 2-DX w nieznanym środowisku ze statycznymi przeszkodami. Układ sterowania składa się z dwóch warstw: warstwy planowania trajektorii i warstwy realizacji ruchu. Zadaniem warstwy planowania trajektorii jest generowanie parametrów ruchu kół robota w czasie rzeczywistym na podstawie sygnałów z układu sensorycznego. W warstwie tej zastosowano koncepcję sterowania behawioralnego, zrealizowanego z zastosowaniem układów z logiką rozmytą. Warstwa realizacji ruchu generuje sygnały sterowania modułami napędowymi robota, w warstwie tej zastosowano algorytmy aproksymacyjnego programowania dynamicznego. Weryfikację algorytmu sterowania przeprowadzono z zastosowaniem robota Pioneer 2-DX, wyposażonego w skaner laserowy przestrzeni.
EN
In the article a hierarchical control system of the Wheeled Mobile Robot Pioneer 2-DX movement in the unknown environment with static obstacles is presented. The control system consists of two layers: the path planning layer and the tracking control layer. On the basis of the sensory system signals the path planning layer generates the desired trajectory in real time. In this layer of the hierarchical control system, the conception of behavioural control was used. It was realised using Fuzzy Logic systems. The tracking control system is the lower layer of the hierarchical control system. It generates control signals for the WMR’s motors and is realised using Approximate Dynamic Programming algorithms. Using the WMR Pioneer 2-DX verification of the proposed hierarchical control system was performed. The WMR was equipped with the scanning laser range finder for obstacles detection.
PL
W pracy przedstawiono nowe podejście do generowania i realizacji ruchu mobilnego robota kołowego z zastosowaniem algorytmów aproksymacyjnego programowania dynamicznego (APD). Zaproponowano hierarchiczny układ sterowania ruchem robota w nieznanym środowisku ze statycznymi przeszkodami, składający się z warstwy generowania trajektorii oraz warstwy realizacji ruchu. W warstwie generowania trajektorii zrealizowano dwa podstawowe zadania: „podążaj do celu”, oraz „omijaj przeszkody”, stosując algorytmy APD w konfiguracji zależnego od sterowania heurystycznego programowania dynamicznego. Wygenerowana trajektoria ruchu jest realizowana przez układ sterowania ruchem nadążnym, w którym zastosowano algorytm dualnego heurystycznego programowania dynamicznego. Weryfikację algorytmu sterowania przeprowadzono z zastosowaniem robota Pioneer 2-DX.
EN
In the article a new approach to generating and realisation of the trajectory of the Wheeled Mobile Robot is presented. In this approach Approximate Dynamic Programming (APD) algorithms were used. The hierarchical control system of the WMR movement in the unknown environment with static obstacles was proposed. It consists of two layers: the trajectory generating layer and the tracking control layer. In the trajectory generating layer two basic tasks: the goal seeking task and the obstacle avoiding task, were realised. APD algorithms in the Action Dependant Heuristic Dynamic Programming configuration were used. Using the tracking control system the trajectory is realised. In the tracking control system APD algorithm in the Dual Heuristic Dynamic Programming configuration was used. Using the WMR Pioneer 2-DX verification of the proposed hierarchical control system was performed.
10
Content available remote Modelowanie nietypowej opony robota mobilnego scout z zastosowaniem systemów cax
PL
Praca dotyczy modelowania opony robota mobilnego SCOUT. Na początku omówiono istniejące rozwiązania opon kół jezdnych oraz nietypową oponę stosowaną w analizowanym robocie. Przedstawiono wynik badań doświadczalnych próbek materiałów użytych w oponie oraz badań koła z całą oponą oraz z jej wewnętrzną częścią. Na podstawie modelu CAD koła i opony przygotowano model do analiz MES. W wyniku symulacji z użyciem MES wyznaczono charakterystykę sztywności promieniowej opony, którą porównano z tą, którą uzyskano w rezultacie badań doświadczalnych. Uzyskane wyniki potwierdzają słuszność przyjętej metodyki, wg której na podstawie opracowanego modelu CAD opony i znanych parametrów materiałowych można określić sztywność promieniową opony, którą można wykorzystać w badaniach dynamiki całego robota.
EN
The work concerns modeling of tire of SCOUT mobile robot. In the beginning existing tire designs are discussed with focus on non-typical airless tire which is used in the SCOUT robot. Results of material specimens’ tests are showcased alongside with tests performed on separate wheel assembly components as well as on the complete assembly. Using tire CAD model, finite element analysis is performed. As a result radial stiffness characteristic is obtained, which is compared to the one obtained in empirical tests. Results confirm validity of the methodology, which assumes that using a CAD model and known material properties it is possible to obtain tire radial stiffness, which can be subsequently used in studies of whole robot dynamics.
PL
Praca dotyczy badań ruchu robota mobilnego SCOUT podczas manewru zakręcania. Na początku omówiono konstrukcję robota oraz opracowano model dynamiki. Opisano model symulacyjny robota w pakiecie Matlab/Simulink i zaprezentowano wybrane wyniki badań symulacyjnych ruchu robota. Przedstawiono środowisko badań doświadczalnych robota oraz pokazano wybrane wyniki eksperymentów pomiarowych. W ramach badań symulacyjnych i doświadczalnych wyznaczono m.in. parametry ruchu robota oraz występujące poślizgi kół jezdnych. W celu oceny uzyskanych wyników przyjęto wskaźniki jakości. Na koniec dokonano porównania uzyskanych wyników i przedstawiono wnioski wynikające z przeprowadzonych badań.
EN
The work concerns investigations of motion of the PIAP Scout wheeled mobile robot during turning maneuver. Robot design, dynamics model and implementation of the dynamics model in Matlab/Simulink package are described. Selected results of simulation research of robot motion are presented. Environment of experimental research is described and selected results of empirical experiments are discussed. During simulation and empirical investigations, parameters of motion of the robot and road wheels’ slips are determined. To the end of assessment of the obtained results quality indices are introduced. Finally, the results from both kinds of research are compared and resulting conclusions are given.
PL
W ramach projektu wykonano czterokołowego robota mobilnego. Wyposażono go w zespół dwóch kamer umieszczonych na platformie pozycjonowanej za pomocą dwóch serwomechanizmów modelarskich. Za sterowanie pozycją platformy z kamerami oraz za sterowanie kierunkiem ruchu robota odpowiada mikrokomputer z zaimplementowanym, dedykowanym oprogramowaniem. Interfejs człowiek-maszyna określa pozycję docelową platformy na podstawie obrazu oka operatora. Kierunek ruchu robota mobilnego jest wyznaczany na podstawie odczytów z akcelerometru urządzenia wyświetlającego. Głównym elementem urządzenia wyświetlającego jest tablet z systemem Android. Tablet ten wykorzystywany jest do wyświetlania obrazu przestrzennego otrzymywanego z kamer robota mobilnego, oraz do wysyłania obrazu oka operatora i odczytów z wbudowanego akcelerometru. Komunikację pomiędzy robotem mobilnym a urządzeniem wyświetlającym oparto na sieci bezprzewodowej Wi–Fi.
EN
Under this project the four-wheeled mobile robot has been made. It has been equipped with a set of two cameras placed on the platform positioned by two modeling servos. A microcomputer with dedicated software is applied for controlling the position of the platform with cameras and for controlling the direction of movement of the robot. The human-machine interface determines the target position of the platform basing on the image of the eye of the operator. The direction of movement of a mobile robot is determined basing on the data obtained from the displaying device’s accelerometer. The main element of the displaying device is a tablet with Android system. This tablet is used to display spatial image obtained from the cameras of a mobile robot, and applied to send an image of the eye of the operator and the built-in accelerometer readings. The communication between the mobile robot and the displaying device was made basing on the wireless Wi-Fi network.
EN
In presented paper a new approach to a collision-free trajectory generating for a wheeled mobile robot with Adaptive Critic Designs and Fuzzy Logic algorithm, is proposed. The presented discrete hierarchical control system consists of a trajectory generating algorithm based on a reactive navigation of the wheeled mobile robot in an unknown 2D environment with static obstacles, and a tracking control system. A strategy of reactive navigation is developed including two main behaviours: an obstacle avoiding behaviour and a goal-seeking behaviour, realised in a form of Adaptive Critic Design algorithms. These simple, individual behaviours are combined by the fuzzy combiner of behaviours that determines influence of the individual behaviours on the trajectory generation process, according to the environment conditions. The tracking control system is composed of two Dual-Heuristic Dynamic Programming algorithms, the supervisory term and the PD controller. Verification of the proposed control algorithm was realised using the mobile robot Pioneer 2-DX, equipped with one laser and eight sonar range finders, that provides object detection.
PL
W prezentowanym artykule zaproponowano nowe podejście do generowania bezkolizyjnych trajektorii ruchu mobilnych robotów kołowych z zastosowaniem algorytmów adaptacyjnego krytyka oraz układów z logiką rozmytą. Zaprezentowany hierarchiczny układ sterowania składa się z warstwy generowania trajektorii ruchu bazującej na idei odruchowej nawigacji mobilnego robota kołowego w nieznanym środowisku 2D ze statycznymi przeszkodami oraz warstwy sterowania ruchem nadążnym. Sterowanie odruchowe obejmuje dwa podstawowe zadania: omijanie przeszkód oraz podążanie do celu, zrealizowane z zastosowaniem algorytmów adaptacyjnego krytyka. Te proste zachowania są łączone przez układ z logiką rozmytą, który określa wpływ poszczególnych zachowań na proces generowania trajektorii w zależności od warunków otoczenia sterowanego obiektu. Weryfikacja zaproponowanego algorytmu sterowania została zrealizowana z zastosowaniem mobilnego robota kołowego Pioneer 2-DX, wyposażonego w dalmierz laserowy i osiem sonarów ultradźwiękowych, służących do wykrywania przeszkód.
14
Content available remote Analiza wytrzymałościowa mobilnego robota kołowego do celów eksploracyjnych
PL
Niniejsza praca dotyczy (wykonanej w procesie projektowo-konstrukcyjnym) analizy wytrzymałościowej konstrukcji mechanicznej trójkołowego robota mobilnego do celów eksploracyjnych. Robot ten ma za zadanie sprawdzać warunki otoczenia w miejscach niedostępnych bądź potencjalnie niebezpiecznych, przesyłając bezprzewodowo obraz z kamery. W celu opracowania konstrukcji mechanicznej wykonano statyczne i dynamiczne analizy wytrzymałościowe metodą elementów skończonych.
EN
This article presents structural strength analysis that refers to a mechanical design project of a tricycle mobile robot for exploration purposes. The robot’s task is to check ambient conditions in places potentially dangerous or non-reachable for humans by wirelessly transmitting image captured from a camera. A series of static and dynamic structural strength analyses (using Finite Element Method) was performed in order to verify the project.
15
Content available remote Adaptive dynamic programming methods in control of wheeled mobile robot
EN
The control problem of nonlinear systems is a demanding task that requires application of complex methods. The development of artificial intelligence methods in recent years has made it possible to design control systems able to adapt parameters to changing or unknown parameters of the controlled object or process. In the article, a new approach to the tracking control problem of a wheeled mobile robot is presented. It uses the newest methods of artificial intelligence, such as adaptive dynamic programming algorithms, in the tracking control task. The proposed tracking control system is compared to the neural control system and the PD controller in a problem of the mobile robot tracking control. Laboratory tests of the proposed control systems were advances performed using the wheeled mobile robot Pioneer 2-DX and the computational environment that makes real time control and data acquisition possible. The proposed tracking control systems are stable and do not require the stage of preliminary learning of neural networks.
EN
Most dynamic models of wheeled mobile robots assume that the wheels undergo rolling without slipping, thus in general wheeled mobile robots are considered as nonholonomic systems. This paper deals with the problem of motion planning of mobile robots, whose nonholonomic constraints have been violated during the motion. The slipping phase is studied in details. A static model of interaction forces between wheels and ground is adopted by means of the singular perturbation approach [2]. A novel control theoretic framework for mobile robots subject to slipping is defined: both kinematics and dynamics of a mobile robot are modeled as a control system with outputs, the performance of a locally controllable system is nontrivial, the Jacobian of the mobile robot is defined in terms of the linear approximation to the system [36]. A novelty of the methodology consists in respecting of the analogy between the stationary and mobile robots and deriving performance characteristics from local controllability. In this paper we address the problem of motion planning by means of the Jacobian pseudo inverse algorithm. The effectiveness of the Jacobian pseudo inverse motion planning algorithm is demonstrated with reference to differential drive type robot (Pioneer 2DX) subject to slipping.
17
Content available remote Approximate dynamic programming in robust tracking control of wheeled mobile robot
EN
In this work, a novel approach to designing an on-line tracking controller for a nonholonomic wheeled mobile robot (WMR) is presented. The controller consists of nonlinear neural feedback compensator, PD control law and supervisory element, which assure stability of the system. Neural network for feedback compensation is learned through approximate dynamic programming (ADP). To obtain stability in the learning phase and robustness in face of disturbances, an additional control signal derived from Lyapunov stability theorem based on the variable structure systems theory is provided. Verification of the proposed control algorithm was realized on a wheeled mobile robot Pioneer-2DX, and confirmed the assumed behavior of the control system.
PL
W pracy przedstawiono nowe ujęcie problematyki sterowania nadążnego mobilnym robotem dwukołowym. Algorytm bazuje na metodzie uczenia ze wzmocnieniem o strukturze aktor-krytyk i nie wymaga uczenia wstępnego, działa on-line bez znajomości modelu robota. Element generujący sterowania (aktor - ASE) oraz element generujący sygnał wewnętrznego wzmocnienia (krytyk - ACE) są zrealizowane w postaci sztucznej sieci neuronowej (SN). Prezentowany algorytm sterowania zweryfikowano na rzeczywistym obiekcie, dwukołowym robocie mobilnym Pioneer-2DX. Badania potwierdziły poprawność przyjętego rozwiązania.
EN
The problems addressed in the thesis concern important and up-to-date issue of the mechatronic design of the robust control systems of follow-up motion of the mobile wheeled robots. In the thesis the synthesis of control algorithms based on stability theory of Lapunov was carried out along with simulation analysis of the three control algorithms of the follow-up motion of the mobile wheeled robot with consideration of the parametric inaccuracy: analytic robust sliding control algorithm, robust sliding control algorithm with fuzzy compensation control, fuzzy algorithm of sliding control. The mobile wheeled robots Pioneer-2 DX was a real object, which was used for verification of research.
19
Content available remote Maszynowe uczenie ruchu mobilnego robota kołowego
EN
In this paper, we proposed an algorithm used in feedback control of a wheeled mobile robot, based on approximate dynamic programming, in form of an actor-critic structure (ACE-ASE). An algorithm operates in discrete time, it uses parametric structure-actor (ASE) in form of neural network, to approximate nonlinear functions of mobile robot in control law, and critic (ACE) that generates rating of control quality. Verification based an experiment using Pioneer-2DX wheeled mobile robot, confirmed correctness of assumed control algorithm.
20
Content available remote Inteligentne sterowanie rozmyto-neuronowe układem dynamicznym
EN
In this paper was introduced fuzzy-neural algorithm adaptation conclusions rule base, applied to approximation nonlinearity mobile circular robot. Computer simulation proposed solution was realized in emulator 2 circular mobile robot.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.