Planowanie suboptymalnych trajektorii manipulatorów redundantnych w przestrzeni roboczej z przeszkodami

• Autorzy: Pająk I.

Warianty tytułu

EN

Planning of sub-optimal collision-free trajectories for redundant manipulators

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodę planowania bezkolizyjnych trajektorii manipulatorów redundantnych w przypadku, gdy zadana jest ścieżka efektora. W rozwiązaniu zostały uwzględnione różnego rodzaju ograniczenia: konstrukcyjne oraz wynikające z możliwości układów napędowych. Zadanie to rozwiązano, wykorzystując metody wewnętrznych funkcji kary, rozkładu redundancji na poziomie przyspieszeń oraz skalowania równań dynamiki manipulatora. Zaproponowana metoda rozwiązania jest efektywna obliczeniowo i znajduje rozwiązania spełniające przyjęte ograniczenia, co potwierdzają wyniki symulacji komputerowych.

EN

A method of planning sub-optimal collision-free motion redundant manipulator subject to effector's movement constraint is presented. Various kinds of constraints are taken into account: mechanical constraints and control constraints. This problem has been solved using penalty function approach, redundancy resolution and scaling the robot dynamic equation. The proposed method is computationally efficient. It produces the solutions that fulfil all constraints.

Słowa kluczowe

PL

manipulator redundantny; planowanie bezkolizyjnej trajektorii

EN

redundant manipulator; collision-free trajectory planning

• Wydawca: Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk
• Czasopismo: Studia z Automatyki i Informatyki
• Rocznik: 2001
• Tom: T. 26
• Strony: 135--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Pająk I.

• Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Organizacji i Zarządzania, ul. Podgórna 50, 65-246 Zielona Góra

Bibliografia

• [1] Desai J.P., Kumar V.: Nonholonomic Motion Planning for Multiple Mobile Manipulators. Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1997, s. 3409-3414.
• [2] Dubowsky S., Norris M.A., Shiller Z.: Time Optimal Trajectory Planning for Robotic Manipulators with Obstacle Avoidance: A CAD Approach. Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1986, s. 1906-1912.
• [3] Feder H.J., Slotine J.J.E.: Real-Time Path Planning Using Harmonic-Potential in Dynamic Environments, Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1997,s.874-881.
• [4] Galicki M.: Optimal Planning of Collision-Free Trajectory of Redundant Manipulators. Int. Journal of Robotics Research, vol. 11, nr 6, 1992, s. 549-559.
• [5] Galicki M.: Optimal Control of Redundant Robots. Proc. of the 11-th IFAC World Congress' Automatic Control in the Service of Mankind', 1999, s. 167-171.
• [6] Galicki M.: The Planning of Robotic Optimal Motions in the Presence of Obstacles. Int. Journal of Robotics Research, vol. 17, nr 3, 1998, s. 248-259.
• [7] Galicki M.: Wybrane metody planowania optymalnych trajektorii robotów manipulacyjnych. WNT, Warszawa 1999.
• [8] Glass K., Colbaugh R.: Real-Time Collision Avoidance for Redundant Manipulators. IEEE Trans. on Robotics and Automation, vol. 11, nr 3, 1995, s. 448-457.
• [9] Guldner J., Utkin V.I., Hashimoto H.: Robot Obstacle Avoidance in N-dimensional Space Using Planar Harmonie Artificial Potential Fields. Transactions of the ASME, vol. 119, 1997, s. 160-166.
• [10] Horsch T, Schwarz F., Tolle H.: Motion Planning for Many Degrees of Freedom-Random Reflections at C-space Obstacles. Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1994, s. 3318-3323.
• [11] Hsu D., Latombe J.-C., Mowani R.: Path Planning in Expensive Configuration Spaces. Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1997, s. 2719-2726.
• [12] Khatib O.: Real-Time Obstacle Avoidance for Manipulators and Mobile Robots, Int. Journal of Robotics Research, vol. 5, nr 1, 1986, s. 90-98.
• [13] Kirćanski M., Kirćanski N.: Resolved-Rate and Resolved-Acceleration-Based Robot Control in the Presence of Actuators' Constraints. Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1997, s. 235-240.
• [14] Latombe J.-C.: Robot Motion Planning. Kluwer Academic Publishers, 1991.
• [15] Pająk I.: Suboptymalne ruchy manipulatorów w przestrzeni roboczej z przeszkodami. Praca doktorska, Politechnika Poznańska, 2000.
• [16] Rimon E., Koditschek D.E.: Exact Robot Navigation Using Artificial Potential Functions. IEEE Trans. on Robotics and Automation, 1992, vol. 8, nr 5, s, 501-518.
• [17] Singh S.K., Leu M.C.: Manipulator Motion Planning in the Presence of Obstacle and Dynamic Constraints. Int. Journal of Robotics Research, vol. 10, nr 2, 1991, s. 177-187.
• [18] Singh L., Wen J., Stephanou H.: Motion Planning and Dynamic Control of a Linked Manipulator Using Modified Magnetic Fields. Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1997, s. 1142-1147.
• [19] Yih C.C.: Near-Optimal Motion Planning for Nonholonomic Systems with State/Input Constraints via Quasi-Newton Method. Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1997, s. 1430-1435.