Desarrollo de un Robot de Manipulación Móvil Multifuncional Basado en una Estrategia de Planificación de Movimiento Jerárquica y Agarre Híbrido
Autores: Cao, Yuning; Wang, Xianli; Wu, Zehao; Xu, Qingsong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Desarrollo de un Robot de Manipulación Móvil Multifuncional Basado en una Estrategia de Planificación de Movimiento Jerárquica y Agarre Híbrido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Robot de manipulación móvil
Integración
Percepción
Mapeo
Navegación
Agarre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Un robot de manipulación móvil combina la capacidad de navegación de los vehículos terrestres no tripulados y la ventaja de manipulación de los brazos robóticos. Sin embargo, el desarrollo de un robot de manipulación móvil es un desafío debido a la necesidad de integrar numerosos subsistemas heterogéneos. En este documento, proponemos un robot de manipulación móvil multifuncional al integrar funciones de percepción, mapeo, navegación, detección de objetos y agarre en un flujo de trabajo sin fisuras para llevar a cabo tareas de búsqueda y recuperación. Para realizar la navegación y evitar colisiones en entornos complejos, se propone una nueva estrategia de planificación de movimientos jerárquica al fusionar planificadores globales y locales. Se emplean la Función de Lyapunov de Control (CLF) y la Función de Barrera de Control (CBF) para realizar el seguimiento de trayectorias y garantizar la seguridad durante la navegación. Se adopta una red neuronal convolucional y las restricciones cinemáticas del agarre para construir un algoritmo híbrido de agarre de aprendizaje-optimización que genere poses de agarre precisas. La eficiencia del robot de manipulación móvil desarrollado se demuestra mediante la realización de experimentos de recuperación en interiores, mostrando sus prometedoras capacidades en aplicaciones del mundo real.
Descripción
Un robot de manipulación móvil combina la capacidad de navegación de los vehículos terrestres no tripulados y la ventaja de manipulación de los brazos robóticos. Sin embargo, el desarrollo de un robot de manipulación móvil es un desafío debido a la necesidad de integrar numerosos subsistemas heterogéneos. En este documento, proponemos un robot de manipulación móvil multifuncional al integrar funciones de percepción, mapeo, navegación, detección de objetos y agarre en un flujo de trabajo sin fisuras para llevar a cabo tareas de búsqueda y recuperación. Para realizar la navegación y evitar colisiones en entornos complejos, se propone una nueva estrategia de planificación de movimientos jerárquica al fusionar planificadores globales y locales. Se emplean la Función de Lyapunov de Control (CLF) y la Función de Barrera de Control (CBF) para realizar el seguimiento de trayectorias y garantizar la seguridad durante la navegación. Se adopta una red neuronal convolucional y las restricciones cinemáticas del agarre para construir un algoritmo híbrido de agarre de aprendizaje-optimización que genere poses de agarre precisas. La eficiencia del robot de manipulación móvil desarrollado se demuestra mediante la realización de experimentos de recuperación en interiores, mostrando sus prometedoras capacidades en aplicaciones del mundo real.