Prototyping of local path planning algorithms for industrial mobile robots in simulation environment

• Autorzy: Kuś B. , Klein W. , Kciuk S.

Warianty tytułu

PL

Prototypowanie algorytmów generowania ścieżki lokalnej dla przemysłowych robotów mobilnych w środowisku symulacyjnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nowadays almost every industry tries to improve their production efficiency by implementing automated production and intralogistics processes according to Industry 4.0 concept. One of many possibilities is to improve efficiency by implementing industrial mobile robots. This paper briefly describes issues related to design, deployment and operation of AGV (Automated Guided Vehicle) mobile robots type in industrial environment with particular emphasis on navigation methods. The advantages and disadvantages of most popular methods of local path planner algorithms have been described with most common ones briefly presented. In the next part the paper presents the performed simulation of example AGV system with simplified robot model. At the end conclusions from performed simulation are pointed out and the heading of future works in term of developing new kind of local path planning method that is able to optimize AGV energy consumption are described.

PL

W dzisiejszych czasach wiele zakładów przemysłowych dąży do zwiększania wydajności produkcyjnej poprzez wdrażanie zautomatyzowanych procesów produkcyjnych oraz intralogistycznych zgodnie z ideą Przemysłu 4.0. Jedną z wielu możliwości jest usprawnienie procesów poprzez zastosowanie przemysłowych robotów mobilnych. W artykule przedstawiono problematykę projektowania, wdrażania oraz funkcjonowania pojazdów typu AGV (z ang.: Automated Guided Vehicle) w środowisku przemysłowym ze szczególnym uwzględnieniem prototypowania metod nawigacji. W pracy opisano wady i zalety najpopularniejszych metod planowania ścieżki lokalnej dedykowanej dla przemysłowych robotów mobilnych. Na przykładzie systemu transportu logistycznego opartego na robotach AGV zaprezentowano środowisko symulacyjne VREP umożliwiające prototypowanie i testowanie algorytmów sterowania. Wyniki symulacji dynamicznej przeanalizowano w kontekście opracowywania nowej metody generowania ścieżki lokalnej robota opartej na zależnościach energetycznych.

Słowa kluczowe

EN

industrial mobile robots; control systems; dynamic simulation; AGV; HiL

PL

przemysłowe roboty mobile; systemy sterowania; symulacja dynamiki; AGV; HiL

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 38, nr 69
• Strony: 49--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Kuś B.

• Intmat Structures Sp. z o.o.

autor

Klein W.

• Intmat Structures Sp. z o.o.

autor

Kciuk S.

• Instytut Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej, Politechnika Śląska

Bibliografia

• 1. Raja P., Pugazhenthi S., Optimal path planning of mobile robots: A review, International Jornual of Physical Sciences Vol. 7(9), pp. 1314-1320, 23 Febuary, 2012.
• 2. Marin-Plaza P., Hussein A., Martin D., Escalera A., Global and Local Path Planning Study in a ROS-Based Research Platform for Autonomous Vehicles, Hindawi Jornual of Advanced Transportation Volume 2018
• 3. Lee C. M., Park G. M., Artificial potential field based path planning for mobile robots using a virtual obstacle concept, Proceedings 2003 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM 2003), Kobe, Japan, 2003, pp. 735-740 vol.2.
• 4. Borenstein J., Koren Y., The vector field histogram-fast obstacle avoidance for mobile robots, in IEEE Transactions on Robotics and Automation, vol. 7, no. 3, pp. 278-288, June 1991.
• 5. Fox D., Burgard W., Thrun S., The dynamic window approach to collision avoidance, in IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 4, no. 1, pp. 23-33, March 1997.
• 6. Quinlan S., Khatib O., "Elastic bands: connecting path planning and control," [1993] Proceedings IEEE International Conference on Robotics and Automation, Atlanta, GA, USA, 1993, pp. 802-807 vol.2.
• 7. Xu, Bolun, Oudalov A., Ulbig A., Andersson G., Kirschen D.S.,. Modeling of Lithium-Ion Battery Degradation for Cell Life Assessment. IEEE Transactions on Smart Grid. 99. 1-1. 2016, DOI:10.1109/TSG.2016.2578950.
• 8. Ng,J., Bräunl T., Performance Comparison of Bug Navigation Algorithms, Journal of Intelligent and Robotic Systems, 2007. 50: p. 73-84.
• 9. Patle B.K., Pandey A., Jagadeesh A., Parhi D.R., Path planning in uncertain environment by using firefly algorithm, Defence Technology, Volume 14, Issue 6, December 2018, pages 691-701.
• 10. Buniyamin N., Wan Ngah W.A.J., Sariff N., Mohamad Z., A Simple Local Path Planning Algorithm for Autonomous Mobile Robots, International Jornual of Systems Applications, Engineering & Development, Issue 2, Volume 5, 2011.

Uwagi

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