Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Uproszczony model systemu sterowania robota rozważnie zarządzającego przerywalnymi zadaniami

Dudek Wojciech

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

127-136

PL

Zarządzanie zadaniami jest podstawowa umiejętnością autonomicznych organizmów żywych i urządzeń. Problem zarządzania zadaniami jest kluczowy dla wszechstronnych robotów usługowych, które pomagaj ̨a ludziom w wypełnianiu różnych obowiązków. Niekiedy roboty te są współdzielone przez wielu użytkowników, którzy nie uzgadniają ze sobą poleceń dla robota. Wszechstronne roboty usługowe często pracują w zmiennych środowiskach, a użytkownicy zmieniają swoje żądania i preferencje. A zatem, takie roboty wymagają odpowiedniej metody zarządzania zadaniami. System robota powinien ustalać i aktualizować priorytety, sprawdzać możliwość wykonania zadań oczekujących oraz aktualizować plany wykonania tych zadań. Ponadto, robot przerywając obecnie realizowane zadanie, powinien przewidywać konsekwencje wynikające z tego przerwania (np. pozostawienie włączonej kuchenki). System sterowania robota, który posiada wyżej wymienione cechy oraz wstrzymuje/wznawia zadania, aktualizuje priorytety w reakcji na zmiany w środowisku oraz zamyka zadania oczekujące, które stały si ̨e niewykonalne, nazywany jest w tym artykule rozważnym. Artykuł przedstawia model rozważnego systemu sterowania robota usługowego.

EN

Task management is a core ability of living and artificial autonomous entities. In robotics, it is especially crucial for versatile service robots that are tailored to help humans in various duties. In some applications, robots are shared by multiple users that don’t agree their requests. Versatile service robots often work in dynamic environments, and their users’ needs and preferences change in time. Thus, the robots need an advanced task management ability that includes i.a. dynamic priority assignment, repetitive check of tasks’ feasibility and task plans update. Additionally, robots need to foresee the consequences of their task interruption (e.g. leaving a cooker on). Therefore, the problem of prudent task management respecting the danger of interrupting robot’s tasks arises. Prudent task management considered in this article is constituted of i.a. safe suspension and resumption of its tasks, priotiry variables reappraisal invoked by changes in the environment and termination of a queued tasks that are no longer feasible. This article presents a simplified model of such a system.

2

Sterowanie predykcyjne oparte na modelu dla problemu sterowania rojem robotów

Domski Wojciech, Bogdoł Piotr

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

137-146

PL

W artykule przedstawiono problem sterowania rojem robotów przy wykorzystaniu metody sterowania predykcyjnego opartej na modelu. Celem pojedynczych robotów było przenoszenie ładunków ze strefy centralnej do wyznaczonych stref bazując na kolorze ładunku. Z kolei, celem sterownika centralnego była taka koordynacja działań robotów aby wszystkie ładunki zostały przetransportowane ze strefy centralnej. Dodatkowo sterownik miał być odpowiedzialny za unikanie zakleszczeń, które miałyby negatywny wpływ na realizację zadania. W pracy skupiono się na badaniu wydajności zaproponowanego rozwiązania pod względem czasu potrzebnego na wykonanie zadania oraz maksymalnej drogi przebytej przez wszystkie roboty. Ponadto zebrano wyniki badań symulacyjnych i przeprowadzono ich analizę pod względem grupowego obciążenia jednostek podczas transportu ładunków.

EN

In this article model predictive control for robot swarm was presented. The goal of a single robot was transport payload from central zone to designated zone based on the colour of payload. In turn, the goal of central controller was to coordinate actions of all robots in order to transport all payloads from the central zone. Moreover, the controller was responsible for avoidance of deadlocks which would have negative impact on realised task. The focus of this work was put on performance analysis of proposed solution in terms of time needed to perform the task and total covered distance for all robots. What is more, results of performed simulations were collected. They were analysed in scope of group robot load during transportation process.

3

Realizacja predefiniowanego planu przez robota mobilnego z wykorzystaniem ROS

Węgierska Agnieszka, Cybulski Bartłomiej, Granosik Grzegorz

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

147-156

PL

W artykule przedstawiono możliwości zwiększenia kontroli nad ruchem robota sterowanego przez standardowe narzędzia pakietu nawigacyjnego ROS, poprzez zlecanie do wykonania zdefiniowanej przez użytkownika ścieżki. Testowane były następujące konfiguracje wspomagające nawigację: predefiniowana ścieżka i korytarz, korytarz i ścieżka wygenerowana przez robota. Niezawodność realizacji planu była testowana przez co najmniej 8 godz. W pracy wstępnie porównano zachowanie planerów TEB, DWA, EBand, zaś w dalszych testach użyto TEB.

EN

This paper presents the possibility of increasing the repeatability of robot motion ROS navigation_stack by commissioning a user-defined path or corridor restricting motion. The following navigation support approaches were tested: predefined path, predefined path and corridor, corridor and path plan created automatically by the robot. The reliability was examinated for at least 8 hours. The behaviour of TEB, DWA and EBand planners was initially compared TED was chosen for long-term navigation tests.

4

Planowanie ruchu robotycznych układów nieholonomicznych z zadaną początkową wartością sterowania

Ratajczak Joanna, Ratajczak Adam

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

179-188

PL

Praca przedstawia algorytm planowania ruchu układów nieholonomicznych, w którym możliwe jest zadanie początkowej wartości funkcji sterującej. Idea algorytmu osadzona jest w teorii endogenicznej przestrzeni konfiguracyjnej. Modyfikacja, umożliwiająca kontrolowanie początkowej wartości sterowania rozwiązującej zadanie planowania ruchu, została uwzględniona przy użyciu koncepcji jakobianu rozszerzonego. Zaproponowane podejście umożliwia łączenie sekwencji ruchów, tak aby funkcje sterujące były ciągłe. Efektywność prezentowanej metodologii została zobrazowana poprzez dwa scenariusze symulacyjne dla modelu monocykla.

EN

The paper presents a new motion planning algorithm for nonholonomic systems that is able to set an initial value of the control function. The idea of the algorithm is embedded into the endogenous configuration space approach. The modification, which controls the initial value of the control function, is built into the algorithm in the sense of the extended jacobian technique. The presented approach allows joining the motion sequence in such a way that the control function is continuous. The efficiency of the proposed method is illustrated with two simulation scenarios for the monocycle.

5

Lie-algebraiczna ocena konfiguracji początkowej niegolonomicznego planowania ruchu

Mielczarek Arkadiusz, Dulęba Ignacy

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

169-178

PL

W referacie postawiono zadanie doboru konfiguracji początkowej w planowaniu ruchu układów nieholonomicznych do zadanego punktu w przestrzeni zadaniowej. Zaproponowano, bazujący na algebrze Liego, algorytm oceny jakości tej konfiguracji. Za pomocą metod korelacyjnych sprawdzono zależność pomiędzy oceną Lie-algebraiczną a energią planowanego ruchu. Efektywny wybór konfiguracji początkowej (pośrednie dla wieloetapowych planowań) jest szczególnie ważny dla dużej różnicy w wymiarowości przestrzeni konfiguracyjnej i zadaniowej. Wynika to z dużych kosztów obliczeniowych stosowania wariantów algorytmów bazujących na przeglądzie zupełnym.

EN

In this paper an initial configuration for nonholonomic planning is searched for when boundary points of the planning are given within a task space. A correlation of initial configurations with their Lie algebraic characterization is investigated to answer the question whether a reasonably energy-effective configuration can be chosen based on this characterization. The selection is particularly important when the dimension of a task space is smaller than that of a configuration space and brute force algorithms to select the initial configuration cannot be applied due to huge computational costs.

6

Identyfikacja parametrów elastycznego przegubu manipulatora kosmicznego

Wojtunik Mateusz, Basmadji Fatina Liliana, Granosik Grzegorz, Seweryn Karol

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

157-168

PL

Wykorzystanie manipulatora umieszczonego na satelicie jest jedną z metod rozpatrywanych w kontekście przeprowadzenia misji usuwania kosmicznych śmieci. Układy sterowania manipulatorami kosmicznymi muszą wykorzystywać model dynamiki ze względu na wpływ ruchu manipulatora na pozycję i orientację satelity serwisowego. Istotne jest więc projektowanie precyzyjnych modeli matematycznych pozwalających na odzwierciedlenie rzeczywistego układu. W tym celu konieczna jest identyfikacja parametrów modelu. W pracy przedstawiona została identyfikacja parametrów elastycznego przegubu manipulatora kosmicznego w oparciu o model dynamiki. Testy wykonano w emulowanych warunkach mikrograwitacji. Wykorzystanie modelu uwzględniającego elastyczność w przegubie pozwoliło na poprawę zgodności pomiędzy symulacją a przebiegami testowymi. Zidentyfikowane parametry osiągają wartości zgodne z rzeczywistymi.

EN

It is considered to use a manipulator mounted on a satellite in order to perform active debris removal missions. Space manipulator control systems need to take dynamic model into account because of the influence of the manipulator motion on the position and attitude of the satellite. Therefore, precise modelling of the system’s dynamics as well as parameter identification are needed in order to reflect the real systems behaviour better. In this paper we presented the identification of the flexible-joint space manipulator model based on dynamic equations of motion. Experiments were performed in emulated microgravity environment using planar air bearings. Including joint flexibility in the dynamic model allowed to reflect the experimental measurements better than the reference model. Identified parameters of the flexible joint have values corresponding to real system parameters.

7

Sterowalność bezdryfowych układów nieholonomicznych w przestrzeni zadaniowej

Dulęba I., Mielczarek A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2018

|

z. 196

311--318

PL

W referacie zdefiniowano odpowiednik sterowalności w krótkim czasie, naturalnie opisywany w przestrzenie konfiguracyjnej, na przestrzeni zadaniowej. Podano algebraiczną charakteryzację tego warunku i jego praktyczne implikacje. Szczególną uwagę zwrócono na konfiguracje osobliwe. Rozważania zilustrowano dwoma przykładami obliczeniowymi.

EN

In this paper the concept of a small time local controllability, well defined in a configuration space, has been transferred into the task-space via Jacobian of the output function. An algebraic characterization of this type of controllablity and its practical implications have been provided. A special attention has been paid to singular configurations. Also other definitions and concepts, known in the configurations space, have got their counterparts in the task-space. Theoretical considerations have been illustrated on two examples of mobile robots.

8

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.

9

Podział ścieżek grupy pojazdów Dubinsa na maksymalne sektory o stałej relacji konfliktu

Janiec Ł., Dulewicz P., Roszkowska E.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2018

|

z. 196

263--272

PL

Artykuł przedstawia metodę podziału ścieżek robotów mobilnych na maksymalne sektory o stałej relacji konfliktu, będące podstawą syntezy dyskretnego zdarzeniowego modelu koordynacji ruchu robotów we współdzielonej przestrzeni 2D. Opracowany algorytm dotyczy klasy robotów typu samochód Dubinsa, tzn. ma zastosowanie do ścieżek zbudowanych z odcinków oraz łuków okręgu, i oparty jest na podejściu Split and Merge.

EN

The paper presents a method of mobile robot path partitioning into maximal sectors of constant conflict relation, that constitute the basis of a DES model for the coordination of multiple mobile robots sharing common work space 2D. The proposed algorithm employs the Split and Merge approach, and has been developed for the Dubins-car class of mobile robots, that is, it can be applied to paths composed of line segments and circular arcs.

10

Metoda detekcji nieaktywnych par kinematycznych

Wojtyra M., Woliński Ł.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2018

|

z. 196

283--290

PL

Nieaktywne pary kinematyczne to takie, w których ruch względny nie jest możliwy ze względu na ograniczenia wynikające ze struktury mechanizmu. Są one zazwyczaj wprowadzane, by wyeliminować więzy nadmiarowe. Para kinematyczna może być nieaktywna w całym zakresie ruchu mechanizmu lub tylko w niektórych jego konfiguracjach. W artykule zaproponowano metodę wykrywania nieaktywności par kinematycznych. Metoda ta bazuje na modelowaniu mechanizmu jako układu wieloczłonowego i wykorzystuje macierz Jacobiego równań więzów. Metoda umożliwia badanie zdolności do wykonywania ruchów względnych i można ją stosować zarówno w regularnej, jak i osobliwej konfiguracji mechanizmu. Przedstawiono przykład obliczeniowy prezentujący działanie zaproponowanej metody.

EN

Inactive joints are the joints that cannot perform relative motion due to structural limitations in a mechanism. They are usually introduced in order to eliminate redundant constraints. A joint can be inactive in the whole range of the mechanism motion or only in selected configurations. A method of detection of inactive joints is presented. The method is based on multibody system approach and utilizes the constraint Jacobian matrix. The ability to perform relative motion is investigated and inactivity of joints in both regular and singular configurations is discussed. An example of calculations is provided.

11

Lagranżowskie jakobianowe algorytmy planowania ruchu robotów przy afinicznych ograniczeniach typu Pfaffa

Tchoń K., Ratajczak J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2018

|

z. 196

319--328

PL

Praca przedstawia jakobianowe algorytmy planowania ruchu robotów nieholonomicznych oparte na pojęciu lagranżowskiej odwrotności jakobianu. Założono, że ruch robota podlega afinicznym ograniczeniom typu Pfaffa i przyjęto model robota w postaci afinicznego układu sterowania. Zdefiniowano odwzorowanie wejście-wyjście układu, jego przybliżenie liniowe i jakobian. Wprowadzono prawostronną odwrotność jakobianu będącą rozwiązaniem zadania sterowania optymalnego przybliżeniem liniowym układu, z funkcją celu typu Lagrange'a. Działanie algorytmu zilustrowano za pomocą symulacji komputerowych rozwiązania zadania planowania ruchu w pewnym manipulatorze kosmicznym poruszającym się przy zachowaniu niezerowego momentu pędu.

EN

This work presents Jacobian motion planning algorithms founded on the concept of a Lagrangian Jacobian inverse. It is assumed that the robot's motion is subordinated to affine Pfaffian constraints that yield the robot's representation in the form of a control-affine system. The input-output map of this system is defined as well as its linear approximation and Jacobian. The right inverse of the Jacobian is introduced by reference to an optimal control problem for the linear approximation, with the Lagrange-type objective function. Performance of the Lagrangian motion planning algorithms is illustrated by computer simulations of a space manipulator with conserved non-zero angular momentum.

12

Improved search-tree reinitialization for an incremental heuristic search domains with long actions

Przybylski M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2018

|

z. 196

301--310

EN

Incremental heuristic search algorithms, such as D* Lite, are commonly used for mobile robot motion planning. The main disadvantage of D* Lite and similar algorithms is that the reinitialization requires a computation of all actions affected by changes in an environment. In case of long actions (motion primitives intersecting multiple map cells), a number of affected actions can be extremely large. Therefore, in this paper a new incremental search algorithm D* State Cut based on the recent D* Extra Lite algorithm is proposed. In comparison to D* Extra Lite, D* State Cut does not require affected actions to be computed; it is sufficient to compute only successors of changed actions with annotations about a change type (cost increase or decrease). In the tests, for domains with a significant number of long actions, D* State Cut was up-to two times quicker than D* Extra Lite.

13

Algorytm sterowania monocyklem 4D z programowym ograniczeniem konfiguracji

Pazderski D.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2018

|

z. 196

291--300

PL

Kinematyka monocykla jest klasycznym przykładem układów mechanicznych, których ruch podlega ograniczeniom nieholonomicznym. W pracy rozpatruje się rozszerzony planarny model takiego obiektu z uwzględnieniem opisu obrotu koła nazywany monocyklem 4D. Z punktu widzenia robotyki rozważany układ określa podstawowy ruch nieholonomicznego kołowego robota mobilnego. Rozważono metodę przybliżonego odsprzęgania układu za pomocą sprzężenia zwrotnego wykorzystującego funkcję transwersalną. Właściwości metody w przestrzeni zadania zilustrowano wynikami symulacji numerycznych.

EN

The kinematics of the unicycle is a classic example of mechanical control systems which are subject to non-holonomic constraints. In this work, an extended 4D model of such a kinematics taking into account the wheel rotation is considered. From the point of view of robotics, this system provides an elementary description of a nonholonomic kinematics determined with respect to each wheel of a mobile platform. An approximate decoupling method for this system is designed using a dynamic feedback based on a transverse function. The properties of the method in the task space are illustrated in numerical simulations.

14

Zadanie reprodukcji trajektorii wyjścia w układach nieholonomicznych

Ratajczak A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2014

|

z. 194, t. 2

671--680

PL

Praca przedstawia algorytm reprodukcji trajektorii dla układów nieholonomicznych. Podstawą wyprowadzenia algorytmu jest błąd reprodukcji trajektorii zdefiniowany jako całka różnicy trajektorii układu i trajektorii zadanej w czasie ruchu. Poza wyprowadzeniem algorytmu, w pracy zawarto również krótką dyskusję dotyczącą aspektów implementacyjnych. Efektywność algorytmu została zobrazowana wynikami symulacyjnymi.

EN

The paper presents the new proposition of the usage of the endegenous configuration space approach. This method is enrolled to the trajectory reproduction problem of the nonholonomic systems. The basis of the algorithm derivation lays in the definition of the trajectory reproduction error, which is an integrate of the difference between the resultant trajectory and the desired trajectory during the motion time. Besides the algorithm derivation, there is included a short discussion about the implementation problems. The algorithm efficiency is depicted with the simulation results obtained for the double pendulum model with passive joint.

15

Planowanie ruchu platformy mobilnej Rex ze sprzężonymi kołami bocznymi

Zadarnowska K., Tchoń K.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2014

|

z. 194, t. 1

65--74

PL

Przedmiotem pracy jest zadanie planowania ruchu czterokołowej platformy mobilnej ze sprzężonymi kołami bocznymi. Przedstawiono równania ruchu platformy w różnych wariantach ruchu. Zaproponowano jakobianowy algorytm planowania ruchu oparty na metodzie endogenicznej przestrzeni konfiguracyjnej. Dzialanie algorytmu zilustrowano na przykładzie zadania parkowania platformy poruszającej się z poślizgami wszystkich kół.

EN

Dynamics models of the mobile platform Rex are derived. A Jacobian motion planning algorithm is designed and applied to a parking problem of the platorm. Theoretical concepts are illustrated with computer simulations.

16

Wybrane problemy planowania ruchu kolejowego

Gołębiowski P., Jacyna M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2013

|

z. 97

123--133

PL

Rozkład jazdy w ruchu kolejowym pełni bardzo ważne funkcje. To dokument, który umożliwia m.in. planowanie ruchu kolejowego. Jego przygotowanie składa się z kilku aspektów takich jak: planowanie linii, fizyczna konstrukcja rozkładu jazdy, przydział krawędzi peronowych, planowanie obiegów taboru kolejowego oraz planowanie pracy zespołów je obsługujących. W artykule przedstawiono proces konstrukcji rozkładu jazdy w Polsce w rozbiciu na dwie fazy – przygotowanie oferty przewozowej oraz fizyczną konstrukcję. Dokonano analizy odpowiedniej literatury w tym zakresie.

EN

Train timetable plays a very important functions. It is a document that allows railway operations problem. The preparation of timetable consists of several aspects such as Line Planning Problem (LPP), Train Timetabling/Scheduling Problem (TTP/TSP), Train Platforming Problem (TPP), The Rolling Stock Circulation Problem (RSCP) and Crew Planning (CP). The paper presents the process of construction train timetable in Poland divided into two phases - preparation of transport offer and the physical construction of timetable. An analysis of the relevant literature in this area.