Nowe jakobianowe algorytmy planowania ruchu robotów nieholonomicznych

• Autorzy: Tchoń K. , Ratajczak J.

Warianty tytułu

EN

New Jacobian motion planning algorithms for non-holonomic robots

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia dwa algorytmy planowania ruchu robotów nieholonomicznych oparte na pojęciu lagranżowskiej i dynamicznie zgodnej odwrotności jakobianu. Do opisu układu nieholonomicznego wykorzystano metodę endogenicznej przestrzeni konfiguracyjnej. Oba algorytmy są oparte na odwrotnościach jakobianu uzyskanych jako rozwiązanie pewnego zadania sterowania optymalnego w układzie liniowym, zależnym od czasu. Działanie algorytmów planowania zilustrowano na przykładzie zadania planowania ruchu robota mobilnego typu trójkątny smok.

EN

This work presents two motion planning algorithms for non-holonomic robots based on the concepts of Lagrangian and dynamically consistent Jacobian inverse. New Jacobian inverses have been designed as solutions of a certain optimal control problem in a linear control system defining the Jacobian of the non-holonomic system. Performance of the algorithms is illustrated by a motion planning problem of the trident snake robot.

Słowa kluczowe

PL

robot nieholonomiczny; algorytm jakobianowy; ruch robota; planowanie ruchu; sterowanie robotem; robotyka

EN

nonholonomic robot; Jacobian algorithm; robot motion; motion planning; robot control; robotics

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 195, t. 2
• Strony: 541--552
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Tchoń K.

• Katedra Cybernetyki i Robotyki, Wydział, Elektroniki, Politechnika Wrocławska, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Ratajczak J.

• Katedra Cybernetyki i Robotyki, Wydział, Elektroniki, Politechnika Wrocławska, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] A. Ben-Israel, T. N. E. Greville. Generalized Inverses. Springer, 2003.
• [2] J. A. Burns. The Calculus of Variations and Control. Boca Raton, CRC Press, 2014, s.373-458.
• [3] S. Chiaverini, G. Oriolo, I. D. Walker. Kinematically Redundant Manipulators. W: Springer Handbook of Robotics. Red. B. Siciliano, O. Khatib. Berlin, Springer 2008.
• [4] M. Ishikawa. Trident snake robot: locomotion analysis and control. W: Proc. IFAC Symp. on Nonlinear Control Systems, 2004, s. 1169-1174.
• [5] K. Kazerounian, Z. Wang. Global versus Local Optimization in Redundancy Resolution of Robotic Manipulators. Int. J. Robotics Res., 7, 1988, s. 3-12.
• [6] O. Khatib. Motion/Force Redundancy of Manipulators. 1990 Japan-USA Symposium on Flexible Automation, 1990, s. 337-342.
• [7] O. Khatib. Inertial Properties in Robotics Manipulation: An Object-Level Framework. Int. J. Robotics Res., 14, 1995, s. 19-36.
• [8] Z. Pietrowska. Kinematyka, dynamika i sterowanie układu nieholonomicznego typu trójkątny smok. Praca Magisterska, Politechnika Wrocławska, 2012.
• [9] D. Paszuk, K. Tchoń, Z. Pietrowska. Motion planning of the trident snake robot equipped with passive or active wheels. Bull. Polish Ac. Sci., 60, 20 10, s. 547-554.
• [10] J. Ratajczak, K. Tchoń. Dynamically consistent Jacobian inverse for mobile manipulators. Int. J. Control, 89, 2016, s. 1159-1168.
• [11] H. J. Sussmann. A continuation method for non-holonomic path finding problems. Proc. 32nd IEEE Control and Decision Conference, 1993, s. 2718- 2723.
• [12] K. Tchoń, J. Jakubiak. Endogenous configuration space approach to mobile manipulators: a derivation and performance assessment of Jacobian inverse kinematics algorithms. Int. J. Control, 76,2003, s. 1387-1419.
• [13] K. Tchoń, A. Ratajczak, I. Góral. Lagrangian Jacobian inverse for nonholonomic robotic systems, Nonlinear Dynamics, 82, 2015, s. 1923-1932, DOI 10.1007/s11071-015-2288-6.
• [14] K. Tchoń, J. Ratajczak. Dynamically consistent Jacobian inverse for nonholonomic robotic systems. Nonlinear Dynamics, 85, 2016, s. 107-122.