Planowanie bezpiecznych ścieżek robotów oparte na funkcji ocen

• Autorzy: Kost G. G.

Warianty tytułu

EN

Planning collision-free robot paths on the grounds of the estimation function

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Planowanie zadań robotów jest jednym z najważniejszych obszarów badawczych robotyki. Obejmuje zagadnienia związane z planowaniem zadań elementarnych procesów obsługi robotów manipulacyjnych i związane z problemem planowania bezkolizyjnych trajektorii. Planowanie bezkolizyjnych trajektorii robotów manipulacyjnych jest zagadnieniem wieloetapowym, w którym pierwszym etapem jest zadanie wyznaczenia bezkolizyjnych ścieżek w przestrzeni zadaniowej. Trudności, jakie się z nim wiążą powodują, że brak jest dostatecznie efektywnych metod jego rozwiązywania. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest wymagana przy rozwiązywaniu zadania planowania trajektorii robotów analiza przestrzeni zadaniowej robota. Wymusza ona konieczność poszukiwania rozwiązań dopuszczalnych ścieżek bezkolizyjnych w modelu grafowym (oktalne drzewo decyzyjne) przestrzeni zadaniowej, za pomocą mało efektywnych czasowo algorytmów heurystycznych. W prezentowanej pracy przedstawiono problem planowania bezkolizyjnego ruchu robotów przemysłowych. Zaprezentowano metodę planowania bezpiecznych ścieżek robotów manipulacyjnych opartą na, typowej dla robotów stacjonarnych, metodzie oktalnej analizy przestrzeni robota. Zaprezentowano nową strategię analizy oktalnego drzewa decyzyjnego, która dzięki zastosowanemu procesowi sterowania stochastycznego, pozwala wyeliminować charakterystyczne dla tego typu zadań algorytmy przeszukiwania heurystycznego. Całość omawianych zagadnień zilustrowano przykładami symulacyjnymi, potwierdzającymi skuteczność obliczeniową uzyskanej metody.

EN

The planning of tasks to be performed by robots constitutes one of the most important research areas of robotics. It includes the issues of planning the tasks of elementary (basic) operational processes performed by manipulative robots as well as planning their collision free trajectories. The latter is a multi-stage task, the first step of which is the designation of collision-free paths in the external operational space. In view of difficulty involved in this task there is an insufficiency of methods that are effective enough to solve the task. The source of the difficulty is the analysis of the operational space of the robot, which leads to the need of searching for the solutions of allowable collision-free paths in a graph model (octant decision tree) of the operational space of the robot by means of time-consuming heuristic algorithms. The scope of the paper is the problem of planning collision-free motions of industrial robots. The discussed method of planning safe paths of manipulative robots is based on the method of octant space analysis commonly applied to stationary robots. A new strategy of analyzing the octant decision tree makes use of the process of stochastic control, enabling the elimination of heuristic search algorithms so typical of such types of tasks. The discussion is illustrated by examples of simulations which substantiate the computational efficiency of the method.

Słowa kluczowe

PL

robot; bezkolizyjne ścieżki; analiza oktalna; sterowanie stochastyczne; planowanie ruchu robotów

EN

robot; robot`s motion planing

• Wydawca: Wydawnictwo Wrocławskiej Rady FSNT NOT
• Czasopismo: Inżynieria Maszyn
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 10, z. 1/2
• Strony: 165--182
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Kost G. G.

• Katedra Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska, 44-100 Gliwice, ul. Konarskiego 18a, Polska,

Bibliografia

• [1] DULĘBA I., Metody i algorytmy planowania ruchu robotów mobilnych i manipulacyjnych. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2001.
• [2] KOST G.G., Stankiewicz K., Stochastic Markov's decision making process in the analysis of robot working space. Proc. of the Symposium on Methods of Artificial Intelligence AI-METH-2003, Edts.: T. Burczyliski, W. Cholewa, W. Moczulski, Gliwice 2003, pp.70-72.
• [3] KOST G., Planowanie bezkolizyjnych ścieżek manipulacyjnych i stacjonarnych robotów przemysłowych oparte na procesach decyzyjnych Markowa i funkcji ocen. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria Mechanika, z. 148, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.
• [4] KOST G.G., Method of avoiding collisions of a robot with its environment based on the system of weights. Proc. of the 7th International Conference ROBTEP 2004-Automation/Robotics in theory and practice, Vysne Ruzbachy 2004, pp. 301-304, Slovak Republic.
• [5] KOST G.G., Metoda unikania przeszkód w systemie automatycznego programowania robotów przemysłowych. Materiały Konferencji Naukowo-Technicznej Automatyzacja - nowości - perspektywy AUTOMATION 2004, PIAP, Warszawa 2004, s. 543-551.
• [6] KOST G.G., Strategy of determining non-collision trajectories of robot operating in a complex process environment. Proc. of the 7th International Conference ROBTEP 2004-Automation/Robotics in theory and practice, Vysne Ruzbachy 2004, pp. 305-308, Slovak Republic.
• [7] LATOMBE J.C., Robot Motion Planning. Kluwer Academic Publisher, 1993.