Tránh chướng ngại vật trong thời gian hữu hạn cho robot kiểu xe một bánh chịu ảnh hưởng của nhiễu đầu vào cộng thêm

Autonomous Robots - Tập 41 - Trang 19-30 - 2015
Matteo Guerra1,2, Denis Efimov1,2, Gang Zheng1,2, Wilfrid Perruquetti1,2
1Project Non-A, INRIA Lille-Nord Europe, Villeneuve d’Ascq, France
2CRIStAL, UMR CNRS 9189, Ecole Centrale de Lille, Villeneuve d’Ascq, France

Tóm tắt

Vấn đề tránh chướng ngại vật khi di chuyển trong một môi trường đối với robot di động có hình dáng giống như xe một bánh rất quan trọng trong lĩnh vực robot; mục tiêu của công việc này là giải quyết vấn đề đó bằng cách đề xuất một phiên bản có perturbation của mô hình động lực học tiêu chuẩn có khả năng bù đắp cho các động lực học bị bỏ qua của robot. Các nhiễu được coi là cộng thêm vào đầu vào và giải pháp dựa trên khung điều khiển giám sát, độ ổn định thời gian hữu hạn và quy định đa đầu ra vững chắc. Hiệu quả của giải pháp đã được chứng minh, hỗ trợ bởi các thí nghiệm và cuối cùng so sánh với phương pháp cửa sổ động để cho thấy cách mà phương pháp đề xuất có thể hoạt động tốt hơn so với các phương pháp tiêu chuẩn.

Từ khóa

#tránh chướng ngại vật #robot một bánh #động lực học #điều khiển giám sát #độ ổn định thời gian hữu hạn #nhiễu đầu vào

Tài liệu tham khảo

Borenstein, J., & Koren, Y. (1991). The vector field histogram-fast obstacle avoidance for mobile robots. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 7(3), 278–288. Brockett, R.W. (1983). Asymptotic stability and feedback stabilization. In Differential geometric control theory (pp. 181–191). Birkhauser Danwei, W., & Chang, B. L. (2008). Modeling and analysis of skidding and slipping in wheeled mobile robots: Control design perspective. IEEE Transactions on Robotics, 24(3), 676–687. Efimov, D., Loria, A., & Panteley, E. (2009). Multigoal output regulation via supervisory control: Application to stabilization of a unicycle. In American control conference, 2009. ACC ’09. (pp. 4340–4345). Fiorini, P., & Shillert, Z. (1998). Motion planning in dynamic environments using velocity obstacles. International Journal of Robotics Research, 17, 760–772. Fox, D., Burgard, W., & Thrun, S. (1997). The dynamic window approach to collision avoidance. IEEE Robotics Automation Magazine, 4(1), 23–33. Guerra, M., Efimov, D., Zheng, G., & Perruquetti, W. (2014). Finite-time supervisory stabilization for a class of nonholonomic mobile robots under input disturbances. In 19th IFAC World Congress, Cape Town, South Africa (pp. 4867–4872). Hespanha, J., Liberzon, D., & Morse, A. S. (2003). Hysteresis-based switching algorithms for supervisory control of uncertain systems. Automatica, 39(2), 263–272. Khatib, O. (1985). Real-time obstacle avoidance for manipulators and mobile robots. In Proceedings of IEEE international conference on robotics and automation (vol. 2, pp. 500–505). Kiss, D., & Tevesz, G. (2011). A receding horizon control approach to obstacle avoidance. In 2011 6th IEEE international symposium on applied computational intelligence and informatics (SACI) (pp. 397–402). Koren, Y., & Borenstein, J. (1991). Potential field methods and their inherent limitations for mobile robot navigation. In Proceedings of IEEE international conference on robotics and automation, 1991 (vol. 2, pp. 1398–1404). Liberzon, D. (2003). Switching in systems and control. Boston, MA: Birkhauser. Maroti, A., Szaloki, D., Kiss, D., & Tevesz, G. (2013). Investigation of dynamic window based navigation algorithms on a real robot. In 2013 IEEE 11th international symposium on applied machine intelligence and informatics (SAMI) (pp. 95–100). Rubagotti, M., Estrada, A., Castanos, F., Ferrara, A., & Fridman, L. (2011). Integral sliding mode control for nonlinear systems with matched and unmatched perturbations. IEEE Transactions on Automatic Control, 56(11), 2699–2704. Sontag, E., & Yuan, W. (1999). Notions of input to output stability. Systems and Control Letters, 38(4–5), 235–248. Tayebi, A., & Rachid, A. (2000). Adaptive controller for non-holonomic mobile robots with matched uncertainties. Advanced Robotics, 14(2), 105–118. Ulrich, I., & Borenstein, J. (1998). Vfh+: reliable obstacle avoidance for fast mobile robots. In Proceedings of IEEE international conference on robotics and automation, 1998 (vol. 2, pp. 1572–1577). Ulrich, I., & Borenstein, J. (2000). Vfh*: local obstacle avoidance with look-ahead verification. In Proceedings of ICRA ’00. IEEE international conference on robotics and automation, 2000 (vol. 3, pp. 2505–2511). Wilkie, D., Van Den Berg, J., & Manocha, D. (2009). Generalized velocity obstacles. In IROS 2009. IEEE/RSJ international conference on intelligent robots and systems, 2009 (pp. 5573–5578).