Real-time sensor-based obstacle modeling in configuration space for manipulator motion planning

• Autorzy: Li W. , Chen Z. , Wahl F. M. , Kozłowski K. R.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie przeszkód w przestrzeni konfiguracyjnej dla planowania ruchu manipulatora w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem sensorów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an approach to sensor-based obstacle modeling in a configuration space for manipulator motion planning in unknown environments. In order to achieve this objective, an efficient algorithm is used to fast map obstacles based on defined fundamental obstacles in the workspace and their images in the configuration space. A manipulator is assumed to be equipped with "distance" sensors to defect obstacles in the local region. By computation of the critical points of an obstacle based on information acquired by the "distance" sensors, an obstacle model in the configuration space is constructed. By using this sensor-based configuration space modeling, robot motion planning in unknown environments can be performed in realistic time frames.

PL

Praca przedstawia podejście z wykorzystaniem sensorów do modelowania przeszkód w przestrzeni konfiguracyjnej dla planowania ruchu manipulatora w nieznanym środowisku. Aby osiągnąć ten cel, skorzystano z efektywnego algorytmu szybkiego mapowania przeszkód wykorzystującego zdefiniowane podstawowe przeszkody w przestrzeni roboczej i ich obrazy w przestrzeni konfiguracyjnej. Przyjęto, że manipulator jest wyposażony w sensor "odległości" do wykrywania przeszkód w jego otoczeniu. Obliczając punkty krytyczne przeszkody na podstawie informacji z sensorów, można zbudować model przeszkody w przestrzeni konfiguracyjnej. Stosując takie modelowanie przestrzeni konfiguracyjnej, można prowadzić planowanie ruchu w nieznanym środowisku w czasie rzeczywistym.

Słowa kluczowe

EN

robot's motion planning; manipulator

PL

planowanie ruchu robotów manipulacyjnych; manipulator

• Wydawca: Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk
• Czasopismo: Studia z Automatyki i Informatyki
• Rocznik: 1999
• Tom: T. 24
• Strony: 121--136
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Li W.

• Tsinghua University Department of Computer Science and Technology, Beijng 100084, P.R. China

autor

Chen Z.

• Tsinghua University Department of Computer Science and Technology, Beijng 100084, P.R. China

autor

Wahl F. M.

• Technical University of Braunschweig, Institute for robotics and Process Contron, Hamburger Str. 267, 38114 Braunschweig Germany

autor

Kozłowski K. R.

• Poznań University of Technology, Chair of Control, Robotics, and Computer Science, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Faverjon B.:, Obstacle Avoidance Using an Octree in the Configuration Space of a Manipu¬lator. Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics, 1984, pp. 504-512.
• [2] Lozano-Perez T.: A Simple Motion - Planning Algorithm for General Robot Manipulators. IEEE Journal of Robotics and Automation, RA-3, 1987, pp. 224-238.
• [3] Warren C.W., Danos J.C., Mooring B.W.: An Approach to Manipulator Path Planning. International Journal of Robotics Research, vol. 8, no. 5, 1989, pp. 87-95.
• [4] Lumelsky V.: Effect of Kinematics on Motion Planning for Planar Robot Arms Moving amidst Unknown Obstacles. IEEE Journal of Robotics and Automation, RA-3, 1987, pp. 207-223.
• [5] Li W.: Automatic Determination of Collision-Free Paths for General Robots. Robotersysteme, vol. 6, 1990, pp. 218-244.
• [6] Li W.: Fast Mapping Obstacles in the Configuration Space. Robotersysteme, vol. 7, 1991, pp. 148-154.
• [7] Li W., Zhang B.: Solving Ihe Robotic 'Pick-and-Place' Pathfind Problem. ASME Journal, Manufacturing Review, vol. 6, 1993, pp. 114-129.
• [8] Lumelsky V., Stepanov A.A.: Path Planning Strategies for a Point Mobile Automaton Moving amidst Unknown Obstacles of Arbitrary Shape. Algorithmica, vol. 2, 1990, pp. 403-430.
• [9] Robot Motion: Planning and Control. Brady M. et al. eds., MIT Press, Cambridge 1982.
• [10] Sun K., Lumelsky V.: Path Planning among Unknown Obstacles: The Case of a Three-Dimensional Cartesian Arm. IEEE Transactions on Robotics and Automation, vol. 8, no. 6, 1992, pp. 776-786.
• [11] Ge Q., McCarthy J.M.: An Algebraic Formulation of Configuration-Space Obstacles for Spatial Robots. Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1990, pp. 1542-1547.
• [12] Newman W.S., Branicky M.S.: Real-Time Configuration Space Transformations for Obstacle Avoidance. International Journal of Robotics Research, vol. 10, no. 5, 1991, pp. 650-667.