Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

Gawron T., Michałek M. M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2018

|

z. 196

273--282

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.

2

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

Gawron T., Michałek M. M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2016

|

z. 195, t. 2

499--508

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.

3

Planning the Waypoint - Following Task for a Unicycle - Like Robot in Cluttered Environments

Gawron T., Michalek M. M.

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2015

|

Vol. 9, No. 1

77--90

EN

The paper presents a two-stage, global planning algorithm for the waypoint-following task realized by a unicycle-like robot in a clutiered environment. It assumes motion execution with the VFO (Vector Field Orientation) controller. The planner is a result of a controllerdriven design process and exploits particular properties of the VFO controller. Emphasis has been put on the plan safety in the sense of maximizing the distance from the obstacles. In the first stage of planning, an A*-like pathfinding algorithm is used to find a safe geometric plan (i.e. a polyline) in a two-dimensional occupancy grid. During the second stage, a sequence of waypoint posi tions is selected from the geometric plan and reference orientations at the waypoints are planned. Orienta tion planning exploits properties of the VFO controller used for subsequent motion execution. Proposed twostage algorithm admits changes of robot motion strategy (forward/backward movement) and has lower computational cost than the full configuration space search. Performance of the algorithm can be intuitively tuned with provided design parameters.

4

Planowanie przejazdu przez zbiór punktów dla zadania zrobotyzowanej inspekcji

Gawron T., Michałek M. M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2014

|

z. 194, t. 1

35--44

PL

Artykuł poświęcony jest dwuetapowemu, globalnemu (tj. planującemu całe zadanie ruchu przy pomocy dostępnych informacji nt. całego środowiska ruchu) algorytmowi planowania bezkolizyjnego przejazdu przez zbiór punktów referencyjnych dla motocykla w środowisku ustrukturyzowanym. Opracowana metoda generuje plany dla sterownika VFO (z ang. Vector Field Orientation). Pierwszy etap planowania polega na wyszukaniu zbioru punktów w dwuwymiarowej (pomimo trójwymiarowej przestrzeni problemu) siatce zajętości za pomocą zmodyfikowanego algorytmu A*. Wprowadzone modyfikacje polegają na zastosowaniu: nowej definicji kosztu, niedopuszczalnej funkcji heurystycznej oraz redukcji sąsiedztwa w grafie. Na podstawie wyszukanego zbioru punktów wyznaczane są pozycje punktów referencyjnych. Drugi etap stanowi planowanie orientacji referencyjnej dla otrzymanych punktów referencyjnych poprzez wykorzystanie własności sterownika VFO. Proponowany algorytm planowania dopuszcza zmiany strategii ruchu (przód/tył). W pracy pokazano jak dobór odpowiednich parametrów metody wpływa na właściwości generowanych planów.

EN

The paper presents two-stage, global motion planning algorithm for the waypoint-following task realized by a unicycle in a structured environment. During the first stage, a modified version A* pathfinding algorithm is used to find a safe in two-dimensional occupancy grid. During the second stage, waypoint orientations are palnned. Orientation planning exploits properties of the VFO controller used for subsequent motion realization. Proposed two-stage algorithm allows robot reversals and has lower computational complexity than straigtforward full task space search. Properties of plans can be modified using tunable parameters.

5

Optymalna strategia przejazdu monocykla przez zbiór punktów referencyjnych w środowisku kolizyjnym

Gawron T., Michałek M. M.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2014

|

R. 18, nr 10

88--95

PL

W artykule przedstawiono strategię optymalnej realizacji ruchu robota mobilnego o kinematyce monocykla przez zbiór punktów referencyjnych w środowisku kolizyjnym, które ograniczone jest przez znaną a priori mapę jego granic. Proponowane rozwiązanie wynika z połączenia algorytmu sterowania VFO zmodyfikowanego dla zadania unikania kolizji oraz algorytmu optymalizacji, polegającego na symulacji robotów wirtualnych. W artykule przedstawiono analizę przestrzeni decyzyjnej tworzonej przez parametry strategii unikania kolizji oraz zaproponowano jej reprezentację w postaci grafu skierowanego. Zaproponowano dwie metody eliminacji potencjalnych cyklicznych ścieżek robota w przypadku skomplikowanych układów przeszkód. Przedstawiono również oszacowanie złożoności pamięciowej algorytmu optymalizacji ruchu. Efektywność proponowanej strategii zilustrowano wybranymi wynikami badań symulacyjnych.

EN

A strategy for realization and optimization of unicycle’s motion during waypoint following task in a highly cluttered environment is presented in this paper. Environment boundaries are assumed to be known beforehand and represented as a map. Proposed system is a marriage of VFO controller, collision avoidance strategy proposed before and novel optimization algorithm based on simulation of multiple virtual robots. Properties of decision space formed by parameters of assumed collision avoidance strategy are analyzed. Directed graph based representation of decision space is proposed and analyzed. Design of underlying optimization algorithm stems from this analysis. Design of the algorithm is followed by memory complexity estimation. Additionally two methods for elimination of cyclic robot paths in extremely complex obstacle configurations are proposed. Effectiveness of presented approach is illustrated by selected results of extensive simulation experiments.