Skalowalny algorytm planowania ścieżek dla przegubowych robotów mobilnych typu SNT z ograniczeniami konfiguracyjnymi

• Autorzy: Gawron T. , Michałek M. M.

Warianty tytułu

EN

Scalable algorithm of planning the paths for SNT-type articulated robots with configuration constraints

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Algorytmizacja ruchu przegubowych robotów mobilnych stanowi nadal otwarty i aplikacyjnie istotny problem badawczy, zwłaszcza gdy dotyczy ruchu w obecności ograniczeń konfiguracyjnych pojazdu. Artykuł prezentuje skalowalny algorytm planowania dopuszczalnych ścieżek referencyjnych dla pojazdów N-przyczepowych wyposażonych w mocowania osiowe (tzw. Standard N-Trailers, SNT), które zachowują narzucone ograniczenia dopuszczalnych zakresów zmian kątów przegubowych oraz gwarantują bezkolizyjność ruchu wszystkich segmentów pojazdu w przestrzeni operacyjnej przy obecności potencjalnie niewypukłych przeszkód statycznych. Zastosowane podejście pozwala na dokładne rozwiązanie problemu w ciągłej przestrzeni konfiguracyjnej. Działanie algorytmu zilustrowano przykładowymi wynikami numerycznymi.

EN

Algorithmization of motion for articulated mobile robots still remains an open and practically important research problem, especially when it concerns motion in the presence of configuration constraints. The paper presents a scalable and computationally efficient algorithm of planning the admissible reference paths for the N-trailer vehicles equipped solely with on-axle hitching (the so-called Standard N-Trailers, SNT). The planned paths preserve constraints imposed on the admissible ranges of joint angles and guarantee a collision-free motion of all the vehicle's segments in an operational space cluttered by static obstacles. Performance of the algorithm are illustrated by exemplary numerical results.

Słowa kluczowe

PL

robot mobilny; ruch robota; planowanie ruchu; planowanie działań; planowanie zadań; algorytm planowania

EN

mobile robot; robot motion; traffic planning; action plan; task planning; scheduling algorithm

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2018
• Tom: z. 196
• Strony: 273--282
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gawron T.

• Instytut Automatyki i Robotyki, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

autor

Michałek M. M.

• Instytut Automatyki i Robotyki, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] J. Barraquand, J.-C. Latombe. Nonholonomic Multibody Mobile Robots: Controllability and Motion Planning in the Presence of Obstacles, Algorithmica, 10, s. 121-155, 1993.
• [2] D.C. Conner, H. Choset, A.A. Rizzi. Integrating planning and control for single-bodied wheeled mobile robots, Auton. Robots 30(3), s. 243-264, 2011.
• [3] A.W. Divelbiss and John T. Wen. A Path Space Approach to Nonholonomic Motion Planning in the Presence of Obstacles, IEEE Trans. Robotics and Automation, 13(3), s. 443--451, 1997.
• [4] M. Galicki. The planning of optimal motions of non-holonomic systems, Nonlinear Dyn., 90, s. 2163-2184, 2017.
• [5] F. Ghilardelli, G. Lini, A. Piazzi. Path Generation Using n4-Splines for a Truck and Trailer Vehicle, IEEE Trans. Automation Sci. Eng., 2014, 11(1), s. 187-203.
• [6] F. Lamiraux, J.-P. Laumond. Flatness and Small-Time Controllability of Multibody Mobile Robots: Application to Motion Planning, IEEE Trans. Automatic Control, 45(10), s. 1878-1881, 2000.
• [7] J.-P. Laumond. Controllability of a Multibody Mobile Robot, IEEE Trans. Robotics and Automation, 9(6), s. 755-763, 1993.
• [8] O. Ljungqvist, et. al. Lattice-based Motion Planning for a General 2-trailer system, IEEE In tell. Vehicles Symposium, s. 819-824, 2017, Redondo Beach, USA.
• [9] M.M. Michałek. Non-minimum-phase property of N-trailer kinematics resulting from off-axle interconnections, Int. Journal of Control, 86(4), s. 740-758, 2013.
• [10] Y. Li, Z. Littlefield, K.E. Bekris. Asymptotically optimal sampling-based kino-dynamic planning, Int. Journal of Robotics Research, 35(5), s. 528-564, 2016.
• [11] A. Papachristodoulou, S. Prajna. A tutorial on sum of squares techniques for systems analysis, Proc. American Control Conf., s. 2686-2700, 2005.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).