Transporte cooperativo de objetos con múltiples robots con seguridad y convergencia garantizadas en espacios de trabajo planos con obstáculos desordenados a través de la descomposición del espacio de configuración
Autores: Vlantis, Panagiotis; Bechlioulis, Charalampos P.; Kyriakopoulos, Kostas J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Transporte cooperativo de objetos con múltiples robots con seguridad y convergencia garantizadas en espacios de trabajo planos con obstáculos desordenados a través de la descomposición del espacio de configuración
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Autónomo
Transporte de objetos
Manipuladores móviles
Espacio de configuración
Ley de control
Espacio de trabajo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, consideramos el problema de transporte autónomo de objetos empleando un equipo de manipuladores móviles dentro de un espacio de trabajo plano compacto con obstáculos. Dado que se permite que el objeto se traduzca y rote y cada robot está equipado con un manipulador que consiste en uno o más enlaces móviles, el sistema en su conjunto (objeto y manipuladores móviles) debe adaptar su forma de manera flexible para cumplir con la tarea de transporte de forma segura. Para ello, construimos una secuencia de celdas del espacio de configuración, cada una de las cuales define un conjunto permitido de configuraciones del objeto, así como intervalos explícitos para los estados de cada manipulador. Además, se utilizan aproximaciones inferiores y superiores diseñadas adecuadamente del espacio de configuración libre de manera innovadora para guiar la exploración del espacio de configuración sin pérdida de completitud. Además, acoplamos metodologías basadas en Gobernadores de Referencia y Control de Rendimiento Prescrito con mapas armónicos, con el fin de diseñar una ley de control distribuido para implementar las transiciones especificadas por el planificador de alto nivel, que posee propiedades garantizadas de invariancia y convergencia global, evitando así la necesidad de movimiento sincronizado como lo dictan inherentemente la mayoría de los trabajos relacionados. Además, la ley de control de bajo nivel propuesta no requiere intercambio continuo de información entre los robots, que dependen únicamente de las mediciones de la configuración del objeto y sus propios estados. Finalmente, un escenario de transporte dentro de un complejo espacio de trabajo de almacén demuestra el enfoque propuesto y verifica su eficiencia.
Descripción
En este trabajo, consideramos el problema de transporte autónomo de objetos empleando un equipo de manipuladores móviles dentro de un espacio de trabajo plano compacto con obstáculos. Dado que se permite que el objeto se traduzca y rote y cada robot está equipado con un manipulador que consiste en uno o más enlaces móviles, el sistema en su conjunto (objeto y manipuladores móviles) debe adaptar su forma de manera flexible para cumplir con la tarea de transporte de forma segura. Para ello, construimos una secuencia de celdas del espacio de configuración, cada una de las cuales define un conjunto permitido de configuraciones del objeto, así como intervalos explícitos para los estados de cada manipulador. Además, se utilizan aproximaciones inferiores y superiores diseñadas adecuadamente del espacio de configuración libre de manera innovadora para guiar la exploración del espacio de configuración sin pérdida de completitud. Además, acoplamos metodologías basadas en Gobernadores de Referencia y Control de Rendimiento Prescrito con mapas armónicos, con el fin de diseñar una ley de control distribuido para implementar las transiciones especificadas por el planificador de alto nivel, que posee propiedades garantizadas de invariancia y convergencia global, evitando así la necesidad de movimiento sincronizado como lo dictan inherentemente la mayoría de los trabajos relacionados. Además, la ley de control de bajo nivel propuesta no requiere intercambio continuo de información entre los robots, que dependen únicamente de las mediciones de la configuración del objeto y sus propios estados. Finalmente, un escenario de transporte dentro de un complejo espacio de trabajo de almacén demuestra el enfoque propuesto y verifica su eficiencia.