Procedura predykująca VFO dla algorytmów planowania ruchu robotów mobilnych z ograniczoną krzywizną

• Autorzy: Gawron T. , Michałek M. M.

Warianty tytułu

EN

VFO extend procedure for sampling-based motion planning of mobile robots

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule opisano nową procedurę predykującą wykorzystująca sterownik VFO (z ang. Vector Field Orientation) do globalnego planowania ruchu robota mobilnego przy ograniczonej krzywiźnie ruchu z wykorzystaniem algorytmów próbkujących takich jak RRT i RRT. Opracowano wydajne analitycznie procedury sprawdzające spełnienie ograniczeń na sygnały sterujące i stan robota mobilnego bez uciekania się do wykorzystania predefiniowanego zbioru prymitywów ruchu. Efektywność proponowanej procedury predukującej sprawdzano podczas planowania ruchu w wybranych środowiskach kolizyjnych. Zaplanowane sekwencje punktów przejazdowych zrealizowano podczas eksperymentów na laboratoryjnej platformie mobilnej MTracker. Uzyskane wyniki porównano ilościowo z procedurą predukującą wykorzystującą znane z literatury ƞ3-krzywe.

EN

In this paper we develop an extend procedure for sampling based motion planners, which is driven by the VFO (Vector-Field-Orientation) controller for a unicycle with bounded curvature of motion. The key feature of the proposed extend procedure is utilization of specific properties of VFO control strategy, which enabled us to develop the efficient analytic collision-checking and constraint-satisfaction-checking procedures. We present experimental results of motion planning and its practical execution with a laboratory-scale mobile robot.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; sterowanie robotem; sterownik VFO; algorytm; ruch robota; robot mobilny

EN

robotics; robot control; Vector Field Orientation; VFO controller; algorithm; robot motion; mobile robot

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 195, t. 2
• Strony: 499--508
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gawron T.

• Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

autor

Michałek M. M.

• Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] D.C. Conner, H. Choset, A.A. Rizzi. Integrating planning and control for single-bodied wheeled mobile robots. Auton. Robots, 2011, wolumen 30, numer 3, s. 243-264.
• [2] T. Gawron, M. M. Michałek. VFO stabilization of a unicycle robot with bounded curvature of motion. In: 2015 Int. Workshop on Robot Motion and Control. Proceedings, Poznan. Poland, July, 2015, s. 263-268.
• [3] S. Karaman, E. Frazzoli. Sampling-based optimal motion planning for nonholonomic dynamical systems. In: 2013 IEEE Int. Conf. Robotics and Automation. Proceedings, Karlsruhe, Germany, May, 2013, s. 5041-5047.
• [4] M. Michałek, K. Kozlowski. Motion planning and feedback control for a unicycle in a way point following task: the VFO approach. Int. J. Appl. Math. Comput. Sci., 2009, wolumen 19, numer 4, s. 533-545.
• [5] L. Palmieri, K.O. Arras. A novel RRT extend function for efficient and smooth mobile robot motion planning. In: 2014 IEEI/JRSJ Int. Conf. Intelligent Robots and Systems. Proceedings, Chicago, IL, Sept, 2014, s. 205-211.
• [6] L. Palmieri, K.O. Arras. Distance metric learning for RRT-based motion planning with constant-lime inference. In: ICRA 2015, Seattle, Washington, USA. Proceedings, May, 2015, s. 637-643.
• [7] A. Perez et al. LQR-RRT*: Optimal sampling-based motion planning with automatically derived extension heuristics. In: 2012 IEEE Int. Conf. Robotics and Automation. Proceedings, Saint Paul, MN, May, 2012, s. 2537-2542.
• [8] A. Piazzi. C.G.L. Bianco, M. Romano. ƞ3 splines for the smooth path generation of wheeled mobile robots. IEEE Trans. on Robotics, Oct, 2007, wolumen 23, numer 5, s. 1089-1095.
• [9] M. Pivtoraiko, R. A. Knepper, A. Kelly. Differentially constrained mobile robot motion planning in state lattices. Journal of Field Robotics, 2009, wolumen 26, numer 3, s. 308-333.
• [10] K. Yang et al. Spline-based RRT path planner for non-holonomic robots. J. Intell. Robot. Syst., 2014, wolumen 73, numer 1-4, s. 763-782.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.