Sterowanie formacją robotów metodą śledzenia lidera

• Autorzy: Burghardt A. , Hendzel Z. , Giergiel J. , Nawrocki M.

Warianty tytułu

EN

Hierarchical control of robots formation using leader following method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaproponowano model mobilnego robota kołowego wchodzącego w skład formacji. Wykorzystując strukturę hierarchiczną układu sterowania podano algorytm sterowania od punktu do punktu, dla którego udowodniono stabilność w sensie Lapunowa. Zaproponowany algorytm został zaimplementowany w sterowaniu formacją robotów z wykorzystaniem algorytmu śledzenia lidera. Otrzymane rozwiązanie zasymulowano oraz zweryfikowano w autorskim środowisku kontrolno-pomiarowym zarządzającym oraz monitorującym pracę do 256 robotów mobilnych.

EN

The paper presents a model of a wheeled mobile robot as a part of a robot formation. Using a hierarchical control system structure, a point-to-point control algorithm was given, for which stability was proven in the sense of Lyapunov. The proposed algorithm can be implemented in the robot formation control in follow-the-leader algorithms. The proposed solution was simulated in the built-upemulator of the n-robots’ working environment. The simulation results were verified under working conditions of a real formation, consisting of three Amigobot robots. During the verification research procedures, the original control-measurement environment, developed as a Matlab/Simulink toolbox, was used; the toolbox allows for controlling and monitoring up to 256 mobile robots.

Słowa kluczowe

PL

robot kołowy; robot mobilny; grupa robotów; sterowanie robotami; algorytm sterowania; algorytm śledzenia lidera

EN

wheeled robot; mobile robot; group of robots; robot control; control algorithm; follow the leader algorithm

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 14, nr 45
• Strony: 220--225
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Burghardt A.

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

autor

Hendzel Z.

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

autor

Giergiel J.

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

autor

Nawrocki M.

• AGH w Krakowie

Bibliografia

• 1 Arkin R.C.: Behavior-Based Robotics. The MIT Press, 1998.
• 2 Burghardt A.: Proposal for a rapid prototyping environment for algorithms intended for autonomous mobile robot control. “Mechanics and Mechanical Engineering” 2008, 1, p.5-16.
• 3 Burghardt A.: Hierarchical robot formation control system. “International Journal of Applied Mechanics and Engineering” 2012, Vol. 17, No. 3, p.733-741.
• 4 Burghardt A.: Modelowanie dynamiki mobilnego robota kołowego równaniami Appella. „Acta Mechanica et Automatica” 2010, Vol.4, No.1, p.9-12.
• 5 Ge S., Cui J.: New potential functions for mobile robot path planning. IEEE “Transactions on Robotics and Automation” 2000, Vol. 16, No 5, p. 615-620.
• 6 Hendzel Z., Żylski W., Burghardt A.: Autonomiczne mobilne roboty kołowe: mechatroniczne projektowanie i sterowanie. Rzeszów: Ofic. Wyd. Pol. Rzesz., 2008.
• 7 Jongusuk J., Mita T.: Tracking control of multiple mobile robots: a case study of inter-robot collision-free problem. “Asian Journal of Control” 2002, Vol. 4, No 3, p. 265-273.
• 8 Kanchanavally S., Ordonez R., Schumacher C. J.: Path planning in three dimensional environment using feedback linearization. American Control Conf. 2006, p.4951-4956.
• 9 Kar-Han Tan, Lewis M. A.: Virtual structures forhigh-precision cooperative mobile robotic control. In: Proceedings of the 1996 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems 1996, Vol. 1, p. 132-139.
• 10 Ogren P., Egerstedt M.: A control Lyapunov function approach to multiagent coordination. IEEE Trans. on Rob. and Aut.2002, Vol. 18, No. 5, p. 847-851.
• 11 Ogren P., Leonard N.: Obstacle avoidance in formation. In: Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation 2003, Vol. 2, p. 2492-2497, Taipei, Taiwan.
• 12 Ren W., Beard R. W., Curtis X W.: Satisficing control for multi-agent formation manoeuvres. In: Proceedings of the 41st IEEE Conference on Decision and Control. Las Vegas, Nevada 2002, Vol. 3, p. 2433-2438.
• 13 Tanner H., Pappas G., Kumar V.: Leader-to-formation stability. IEEE “Transactions on Robotics and Automation” 2004, Vol. 20, No 3, p. 443-455.