Control de marcha multimodal bioinspirado de robots serpiente con adaptabilidad ambiental basado en ROS
Autores: Liu, Xupeng; Zang, Yong; Gao, Zhiying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control de marcha multimodal bioinspirado de robots serpiente con adaptabilidad ambiental basado en ROS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Robots serpiente
Control de movimiento
Planificación de movimiento
Grados de libertad
Generador de patrones centrales
Sistema operativo de robots
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 43
Citaciones: Sin citaciones
Los robots serpiente tienen un amplio potencial de aplicación, pero sus problemas de control de movimiento y planificación de movimiento son extremadamente desafiantes debido a la alta redundancia de grados de libertad (DoFs), y la falta de herramientas de sistema completas dificulta aún más la investigación de robots serpiente. En este documento, se estableció un sistema de coordenadas y un modelo cinemático basado en el método D-H para robots serpiente. Se propuso un modelo de generación de ritmo para la marcha de movimiento multimodal y un novedoso modelo de interpolación derivada de cinco puntos de ventana deslizante basado en un modelo de generador de patrones centrales (CPG) bioinspirado. Se construyó un prototipo y un simulador basados en los modelos de robot serpiente diseñados para lograr la marcha de movimiento multimodal para el robot serpiente y mejorar su adaptabilidad ambiental. Además, se construyó un sistema de robot serpiente de integración de estructura-conducción-percepción-control (SnakeSys) basado en el sistema operativo de robot (ROS). Finalmente, la efectividad, viabilidad y precisión del modelo cinemático y del modelo de control en el control de movimiento y percepción de información se verificaron a través de simulaciones y experimentos. Hemos hecho de código abierto SnakeSys para que los investigadores o desarrolladores relevantes puedan utilizarlo directamente o desarrollarlo aún más.
Descripción
Los robots serpiente tienen un amplio potencial de aplicación, pero sus problemas de control de movimiento y planificación de movimiento son extremadamente desafiantes debido a la alta redundancia de grados de libertad (DoFs), y la falta de herramientas de sistema completas dificulta aún más la investigación de robots serpiente. En este documento, se estableció un sistema de coordenadas y un modelo cinemático basado en el método D-H para robots serpiente. Se propuso un modelo de generación de ritmo para la marcha de movimiento multimodal y un novedoso modelo de interpolación derivada de cinco puntos de ventana deslizante basado en un modelo de generador de patrones centrales (CPG) bioinspirado. Se construyó un prototipo y un simulador basados en los modelos de robot serpiente diseñados para lograr la marcha de movimiento multimodal para el robot serpiente y mejorar su adaptabilidad ambiental. Además, se construyó un sistema de robot serpiente de integración de estructura-conducción-percepción-control (SnakeSys) basado en el sistema operativo de robot (ROS). Finalmente, la efectividad, viabilidad y precisión del modelo cinemático y del modelo de control en el control de movimiento y percepción de información se verificaron a través de simulaciones y experimentos. Hemos hecho de código abierto SnakeSys para que los investigadores o desarrolladores relevantes puedan utilizarlo directamente o desarrollarlo aún más.