Algorytmy aproksymacyjnego programowania dynamicznego w generowaniu i realizacji trajektorii ruchu robota mobilnego Pioneer 2-DX

• Autorzy: Szuster M.

Warianty tytułu

EN

Approximate dynamic programming algorithms in generating and realisation of the wheeled mobile robot Pioneer 2-DX trajectory

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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.

Słowa kluczowe

PL

aproksymacyjne programowanie dynamiczne; mobilny robot kołowy; sieci neuronowe; sterowanie behawioralne; sterowanie nadążne

EN

approximate dynamic programming; behavioral control; neural networks; wheeled mobile robot; tracking control

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 20, nr 51
• Strony: 100--107
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Szuster M.

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• 1. Arkin R. C.: Behavioural-based robotics. Cambridge: MIT Press, 1998.
• 2. Burghardt A.: Sterowanie behawioralne minirobota kołowego. „PAK” 2004, Vol. 11, p. 26 - 29.
• 3. Drainkov D., Saffiotti A.: Fuzzy logic techniques for autonomous vehicle navigation. New York: Springer, 2001.
• 4. Fahimi F.: Autonomous robots: modeling, path planning, and control. New York: Springer, 2009.
• 5. Giergiel J., Zylski W.: Description of motion of a mobile robot by Maggie’s Equations. „J. Theor. and App. Mech.” 2005, 3, Vol. 43, p. 511 - 521.
• 6. Giergiel M., Hendzel Z., Żylski W.: Modelowanie i sterowanie mobilnych robotów kołowych. Warszawa: PWN, 2002.
• 7. Hendzel Z.: Fuzzy reactive control of wheeled mobile robot. “J. Theor. App. Mech.” 2004, 3, Vol. 42, p. 503 - 517.
• 8. Hendzel Z., Szuster M.: Discrete model-based adaptive critic designs in wheeled mobile robot control. L. Rutkowski et al. (Eds.): ICAISC 2010, Part II, „LNCS” 2010, Vol. 6114, p. 264 - 271.
• 9. Hendzel Z., Szuster M.: Neuronowe programowanie dynamiczne w sterowaniu behawioralnym mobilnym robotem kołowym. „Acta Mech. Automatica” 2011, 1, Vol. 5, p. 28 - 36.
• 10. Hendzel Z., Szuster M.: Neural dynamic programming in reactive navigation of wheeled mobile robot. L. Rutkowski et al. (Eds.): ICAISC 2012, Part II, „LNCS” 2012, Vol. 7268, p. 450 - 457.
• 11. Hendzel Z., Szuster M.: Neural sensor-based navigation of wheeled mobile robot in unknown environment. „PAR” 2013, 1, p. 114 - 120.
• 12. Maaref H., Barret, C.: Sensor-based navigation of a mobile robot in an indoor environment. „Robot. Auton. Syst.” 2002, Vol. 38, p. 1 - 18.
• 13. Millan J.: Reinforcement learning of goal-directed obstacle-avoiding reaction strategies in an autonomous mobile robot. „Robot. Auton. Syst.” 1995, 4, Vol. 15, p. 275 - 299.
• 14. Powell W.B.: Approximate dynamic programming: solving the curses of dimensionality. Princeton: Willey-Interscience, 2007.
• 15. Prokhorov D., Wunch D.: Adaptive critic designs. „IEEE Trans. Neural Netw” 1997, Vol. 8, p. 997 - 1007.