Modelowanie trajektorii ruchu dwukołowego robota mobilnego na podstawie ruchu obrotowego względem środka chwilowego obrotu

• Autorzy: Srebro A.

Warianty tytułu

EN

Motion trajectory modeling for two-wheeled mobile robot based on rotation around the instantaneous center of rotation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metody obliczania współrzędnych środka chwilowego obrotu robota ICR (ang. Instantaneous Center of Rotation) dla dwukołowego robota mobilnego na płaszczyźnie. Metody te pozwalają na obliczenie współrzędnych tego punktu przy znanych prędkościach liniowych oraz współrzędnych środka masy robota. Zaprezentowane metody stanowią dopełnienie transformacji afinicznych opisujących ruch robota na płaszczyźnie i pozwalają na zaprojektowanie algorytmu symulującego trajektorię ruchu robota w zależności od sygnałów sterowania prędkością. Przykładowy algorytm został zaimplementowany w środowisku symulacyjnym robota mobilnego napisanym w Javie. Dodatkowo przedstawiono i omówiono symulacje trajektorii ruchu robota dla rozpatrywanego różnicowego układu sterowania.

EN

The paper presents methods for calculating the instantaneous center of rotation (ICR) for two-wheeled mobile robot on the plane. These methods allow calculation of the coordinates of this point if linear velocities and the coordinates of the robot center of mass are known. Presented methods complement affine transformation describing the motion of the robot on the plane and allow to design an algorithm that simulates the trajectory of robot motion, depending on the speed control signals. An example algorithm has been implemented in a mobile robot simulation environment written in Java. In addition a few simulations of the trajectory of robot motion are presented and discussed for differential steering system.

Słowa kluczowe

PL

robot mobilny; robot dwukołowy; ruch robota; trajektoria ruchu; środek chwilowego obrotu; ICR; model matematyczny

EN

mobile robot; two-wheeled robot; robot movement; motion trajectory; instantaneous center of rotation; ICR; mathematical model

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 11, nr 42
• Strony: 407--418
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Srebro A.

• Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, Politechnika Warszawska,

Bibliografia

• 1. Xu H., Xue K.,Wang P., Marie B.S., Wei R.: Maneuver control and kinematical energy analysis of a robot based on instantaneous Center of Rotation. In: IEEE International Conference on E-Learning in Industrial Electronics. Hammamet 2006, p. 101-106.
• 2. Clavien L., Lauria M., Michaud F.: Instantaneous centre of rotation estimation of an omnidirectional mobile robot. In: IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'2010) Anchorage, Alaska, 2010, p. 5435-5440.
• 3. Martinez J.L., Mandow A., Morales J., Pedraza S., Garcia-Cerezo A.: Approximating kinematics for tracked mobile robots. „The International Journal of Robotics Research” 2005, Vol. 24, No. 10, p. 867-878
• 4. Costanzo F., Plesha M.E., Gray G.L.: Engineering mechanics. Boston: McGraw Hill Higher Education, 2010.
• 5. Uicker J.J., Pennock R.G., Shigley E. J.: Theory of machines and mechanisms. New York: Oxford University Press, 2003.
• 6. Campion G., Bastin G., Dandrea-Novel B.: Structural properties and classification of kinematic and dynamic models of wheeled mobile robots. „IEEE Transactions on Robotics and Automation” 1996, Vol. 12, No. 1, p. 47-62.
• 7. Caracciolo L., De Luca A., Iannitti S.: Trajectory tracking of a four-wheel differentially driven mobile robot. In: Proceedings of IEEE Conference on Robotics and Automation (ICRA'1999). Detroit, 1999, p. 2632-2638.