Sterowanie behawioralne minirobota kołowego

• Autorzy: Burghardt A.

Warianty tytułu

EN

Behavioral control of a mobile mini robot

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono propozycję realizacji elementarnych zachowań, mobilnego minirobota, typu "idź do celu" i znajdź środek wolnej przestrzeni". W prezentowanym rozwiązaniu zastosowano hierarchiczny układ sterowania. W ramach niskiego poziomu sterowania ruchem nadążnym mobilnego robota kołowego zastosowano adaptacyjny układ realizujący zadaną trajektorię. Generację trajektorii zdeterminowaną warunkami zewnętrznymi uzyskano z nadrzędnego neuronowego ukałdu sterowania. Symulację zaproponowanych rozwiązań przeprowadzono w pakiecie. Matlab/Simulink. Ponadto zaproponowano ich połączenie z wykorzystaniem sieci neuronowych typu WTA, realizując w ten sposób zachowanie "idź do celu z ominięcim przeszkód". Uzyskane rozwiązania zweryfikowano na obiekcie rzeczywistym w zaproponowanym przez autora środowisku szybkiego prototypowania.

EN

Expansion of the range of robot task and an increase in robot automony created a need to generate trajectories on-line to avoid collisions with obstacles in the workspace while approaching a given goal point. In this paper we discuss two main behaviors: "a reaching the middle of a collisio-free space", "a goal-seeking". For this purposes we propose using hierarchical controllers which include low-level controllers and upper-level controllers an upper-level controllers. As low-level controller we use an adaptive controller which enables trajectory tracking. It is generated in accordance to one of the elementary behaviors considering unknown environment. For this purpose we use algorithm based on Braitenberg`s principles modified for nonholonomic mobile robot. All simulations are made using emulator of mobile robot created in Matlab/Simulink. To verify working of mentioned algorithm on the real object there was created new testing station based on software Matlab 6.5/Simulimk 5.0 applying additional toolbox Real Time Windows target 2.2 LPT port enables communication between controller of mobile robot and control algorithm in RTWT. The proposed approach enables generating and tracking trajectory for mobile robot in real time. The results obtained in all simulations confirmed effectiveness of path planning and control strategy.

Słowa kluczowe

PL

sterowanie minirobota kołowego

EN

control of mobile robot

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 50, nr 11
• Strony: 26--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Burghardt A.

• Katedra Mechaniki Stosowanej, Wydział Budowy Maszyn, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Arkin R. C. Behavior-Based Robotics, The MIT Press, 1998.
• [2] Fagg A. H., Lotspeich D., Hoff J., Bckey G. A.,. Rapid Reinforcement Learning for Reactive Control Policy Design in Autonomous Robots. Submitted to WCNN 1994.
• [3] Giergiel J., Hendzel Z., Żylski W.: „Kinematyka, dynamika i sterowanie mobilnych robotów kołowych w ujęciu mechatronicznym". Monografie, Wydz. ImiR, AGH Kraków 2000
• [4] Giergiel J., Hendzel Z., Żylski W., Kinematyka, dynamika i sterowanie mobilnych robotów kołowych. PWN Warszawa 2002.
• [5] Hendzel Z., Neural Network Reactive Navigation and Control of Wheeled Mobile Robot. Advances in Soft Computing, Rutkowski, Kacprzyk, Eds,. Phisica-Verlag, 2003, str. 686-691.
• [6] Hendzel Z., Burghardt A., Neuronowy emulator mobilnego robota kołowego. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Mechanika z 60, Problemy dynamiki konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, str. 242-248.
• [7] Hendzel Z., Burghardt A., Prototypowanie neuronowego emulatora mobilnego robota kołowego. Projektowanie Mechatroniczne, praca zbiór, pod red. T. Uhla Wydawnictwo Katedry Robotyki i Dynamiki Maszyn AGH Kraków 2002, str. 72-79.
• [8] Hend/zl Z., Giergiel J., Burghardt A., Neuronowa nawigacja odruchowa i sterowanie mobilnego minirobota. Projektowanie Mechatroniczne Zagadnienia Wybrane, praca zbiór, pod red. T. Uhla Wydawnictwo Katedry Robotyki i Dynamiki Maszyn AGH Kraków 2003, str. 59-68.
• [9] Tadeusiewicz R., Elementarne wprowadzenie do techniki sieci neuronowych z przykładami. Problemy współczesnej nauki teoria i zastosowania. Informatyka Akademicka Oficyna Wydawnicza PU Warszawa 1998
• [10] Zhang Y. L., Velinsky S.A., Feng X. On the Tracking Control of Differentially Steered Wheeled Mobile Robots. Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, September 1997, Vol. 119(3): 455-461.

Uwagi

PL

Praca została zrealizowana w ramach Grantu KBN nr 5 T07C 007 22