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Generación de trayectorias tridimensionales alcanzables para vehículos de ruedas autónomos a través de diferenciadores de seguimiento

Autores: Krasnova, Svetlana A.; Kokunko, Julia G.; Kochetkov, Sergey A.; Utkin, Victor A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Generación de trayectorias tridimensionales alcanzables para vehículos de ruedas autónomos a través de diferenciadores de seguimiento


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Software

Palabras clave

Planificación
Robot móvil
Trayectoria
Suavizado
Algoritmos
Restricciones

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 32

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Planificar una trayectoria alcanzable para un robot móvil generalmente consta de dos pasos: (i) encontrar un camino en forma de una secuencia de puntos de referencia discretos y (ii) transformar esta secuencia en una curva continua y suave. Para resolver el segundo problema, este documento propone algoritmos para el suavizado dinámico automático del camino principal utilizando un diferenciador de seguimiento con acciones correctivas sigmoides. Se desarrollan algoritmos para establecer las ganancias del diferenciador, considerando un conjunto de restricciones de diseño en velocidad, aceleración y sacudidas para varios robots móviles. Al seguir un camino principal no suave, las variables de salida del diferenciador generan trayectorias suaves implementadas por una planta mecánica. Se muestra que el diferenciador de seguimiento con un número diferente de bloques también genera derivadas de la trayectoria suavizada de cualquier orden requerido, teniendo en cuenta las restricciones dadas. A diferencia de los métodos analíticos estándar de suavizado polinómico, el algoritmo propuesto tiene una carga computacional baja. Se implementa fácilmente en tiempo real en la computadora a bordo. Además, se proponen métodos simples para modelar un corredor de seguridad, teniendo en cuenta las dimensiones del vehículo al planificar un polígono con obstáculos estacionarios. Se presentan los resultados de simulación numérica de los algoritmos desarrollados.

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