Рус Eng За 365 дней одобрено статей: 2114,   статей на доработке: 266 отклонено статей: 911 
Библиотека
Статьи и журналы | Тарифы | Оплата | Ваш профиль

Притыкин Ф.Н., Хомченко В.Г., Глухов В.И., Нефедов Д.И. Геометрический анализ текущих ситуаций характеризующих положение манипулятора и окружающей среды на основе использования области разрешенных конфигураций

Опубликовано в журнале "Программные системы и вычислительные методы" в № 2 за 2017 год на страницах 55-66.

Аннотация: Предметом исследования является модуль автоматического обнаружения столкновений механизма манипулятора, с запретными зонами используемый в интеллектуальных системах управления роботами. Объектом исследования является геометрический анализ характеризующий положение механизма манипулятора и известных запретных зон. Авторы подробно рассматривают такие аспекты как аналитическое задание области разрешенных конфигураций в пространстве обобщенных координат при наличии двух запретных зон в рабочем пространстве манипулятора. Пространство обобщенных координат при этом задано осями прямоугольной системы координат, по направлению которых откладывают углы, задающие перемещения во вращательных кинематических парах. Предложено использовать достаточное условие определения столкновений, основанное на использовании области разрешенных конфигураций. Методология исследования основана на изучении сечений задающих форму и положение области разрешенных конфигураций. Все разрешенные конфигурации в пространстве обобщенных координат, отображены геометрическим объектом. Данный геометрический объект задан аналитическим способом с помощью использования нескольких кинематических поверхностей, его ограничивающих. Основным выводом проведенного исследования является сокращение времени расчетов тестовых заданий, связанных с виртуальным моделированием движения механизма манипулятора мобильного робота «Варан» при использовании разработанного алгоритма обнаружения столкновений механизма со средой. Особым вкладом авторов в исследование темы является разработка способа задания базы знаний, используемой при интеллектуальном управлении движением механизма манипулятора в заранее известной внешней среде. Новизна исследований заключается в разработке более производительного метода анализа информации о положении механизма манипулятора и запретных зон на основе полученных аналитических зависимостей, используемых для задания области разрешенных конфигураций. Использование полученной области при синтезе траектории в пространстве обобщенных координат позволяет проводить коррекцию движения манипулятора с целью предвидения и исключения тупиковых ситуаций при синтезе движений по вектору скоростей.

Ключевые слова: пространство обобщенных координат, область разрешенных конфигураций, кинематические поверхности, виртуальное моделирование движений, запретные зоны, база знаний, интеллектуальные роботы, кинематические пары, геометрический анализ, управление движением робота

DOI: 10.7256/1811-9018.2013.01.12

Эта статья недоступна для пользователей, которые не вошли в цифровую библиотеку издательства под своим логином и паролем. Перейдите по ссылке, чтобы зарегистрироваться или осуществить вход.

Если вы один из авторов этой статьи, вы можете открыть бесплатный доступ к этой статье для своих читателей. Вы должны зайти под своим логином и паролем, чтобы воспользоваться услугой. Перейдите по ссылке, чтобы зарегистрироваться или осуществить вход.

Библиография:
Григорьев С. Н. Современное состояние и перспективы развития промышленной робототехники / С. Н. Григорьев, А. Г. Андреев, С. П. Ивановский // Мехатроника, автоматизация, управление. 2013. № 1. С. 31-34.
Ющенко А.С. Интеллектуальное планирование в деятельности роботов / А.С. Ющенко // Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. № 3. С. 5-18.
De Silva C. W., Macfarlane A. G. J. Knowledge-based control approach for robotic manipulators. “Int. J. Contr.” 1989. 50, N 1. pp. 249-273.
Hasegawa T., Suehiro T., Takase K. A model-based manipulation system with skill-based execution. ’’IEEE Trans. Rob. and Autom.’’,1992. 8, N 5. pp.535-544.
Ермолов И. Л. Автономность мобильных роботов, ее сравнительные меры и пути повышения / И. Л. Ермолов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. № 6. С. 23-28.
Tsujumura T., Yabuta T., Morimitsu T. Shape-reconstruction system for three-dimensional objects using an ultrasonic distance sensor mounted on a manipulator. ” Trans. ASME: J. Dyn. Syst., Meas., and Contr.”, 1989. 111. N 2. pp. 180-186.
Shaffer C. A., Herb G. M. A real-time robot arm collision avoidance system. ’’IEEE Trans. Rob. and Autom.’’, 1992. 8. N 2. pp. 149-160.
Лопатин, П. К. Компьютерная имитация управления манипуляционными роботами в неизвестной среде на основе точного и упрощенного алгоритмов / П. К. Лопатин // Мехатроника, автоматизация, управление. 2006. № 8. C. 7-14.
Meyer W., Benedict P. Path planning and the geometry of joint space obstacles. ‘‘Proc. IEEE Int. Conf. Rob. and Autom., Philadelphia, Pa, Apr. 24 – 29, 1988. Vol. 1’’. Washington (D. C.), 1988. pp. 215-219.
Малышев В. А., Тимофеев А. В. Алгоритм программных движений манипуляторов с учётом конструктивных ограничений и препятствий // Известия АН СССР –Техническая кибернетика. 1978. № 6. C. 44-72.
Притыкин Ф.Н. Аналитическое описание области, задающей множество разрешенных конфигураций механизма мобильного манипулятора с учетом положения запретных зон / Ф.Н. Притыкин, А.Ю. Осадчий, Д.И. Нефедов // Евразийский союз ученых (ЕСУ), 2015. № 10(19). С. 119-123.
Притыкин Ф.Н., Исследование поверхностей, задающих границы области разрешенных конфигураций механизма мобильного манипулятора при наличии запретных зон / Ф.Н. Притыкин, Д.И. Нефедов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. № 6. Т. 17. С. 404-413.
Лопатин П.К. Исследование достижимости целевых состояний в неизвестной статической среде // Мехатроника, автоматизация, управление. 2009. № 4. С. 2-6.
Lopatin P. Investigation of a Target Reachability by a Manipulator in an Unknown Environment. International Conference on Mechatronics and Automation. 2016. August 7-10, Harbin, China.
Короткий В.А. Компьютерное моделирование кинематических поверхностей / В.А. Короткий, Е.А. Усманова, Л.И. Хмаракова // Геометрия и графика. 2015. T. 3. Вып. 4. C. 19-27.
Рачковская Г.С. Геометрическое моделирование и графика кинематических линейчатых поверхностей на основе триады контактирующих аксоидов // Геометрия и графика. 2016. T. 4. Вып. 3. C. 46-53.
Рвачев В.Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения / В.Л. Рвачев. – Киев. : 1982, 252 с.
Генерозов В.Л. Алгоритм планирования траекторий манипулятора при наличии препятствий // Изв. АН СССР, Техническая кибернетика. 1984. № 1. С. 137-147.
Игнатьев М.Б. и др. Алгоритмы управления роботами-манипуляторами. – Л.: Машиностроение, 1977. 248 с.
Галечан В. К. К построению алгоритма роботы манипулятора в среде с препятствиями / В. К. Галечан, Б. Л. Саламандра // Машиноведение. 1984. № 2. C. 40- 47.
Гречановский Е. Н. Метод планирования движений манипулятора при наличии препятствий / Е. Н. Гречановский, И. Ш. Пинскер. Модели алгоритмы, принятие решений. – М.: Наука, 1979. C. 100-142.
Кобринский А. А. Построение движений манипуляционной системы в среде с препятствиями // А. А. Кобринский, А. Е. Кобринский. Доклады АН СССР. – 1975. T. 224. № 6. C. 1279-1282.
Притыкин Ф. Н. Виртуальное моделирование движений роботов, имеющих различную структуру кинематических цепей: монография / Ф. Н. Притыкин. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. 172 с.
Зенкевич С.Л. Управление роботами. Основы управления манипуляционными робототехническими системами / С. Л. Зенкевич, А. С. Ющенко. – М: МВТУ, 2000. 400 с.
Корендясев А. И. Манипуляционные системы роботов / А. И. Корендясев, Б. Л. Саламандра, Л. И. Тывес. – М. : Машиностроение, 1989. 472 с.

Правильная ссылка на статью:
просто выделите текст ссылки и скопируйте в буфер обмена