Coordinated Control for a Non-Holonomic Modular Omnidirectional Mobile Robot
非完整模块化全向移动机器人的协调控制
基本信息
- 批准号:11650268
- 负责人:
- 金额:$ 2.3万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:1999
- 资助国家:日本
- 起止时间:1999 至 2000
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This project studied a coordinated control for a non-holonomic modular omnidirectional mobile robot, in which wheel units assembled are modularized on their mechanisms and controllers, so that we can easily tailor the robot to individual transfer applications. The project is concluded as follows :1. A dead reckoning system for the robot was designed based on the extended Kalman filter. The dead reckoning system can precisely identify the robot position and the wheel radius of each wheel unit. The accurate estimation in the wheel radius succeeds in reducing the motion interactions among the wheel units.2. A motion control system was designed to coordinate wheel units and to ensure correct robot motion. In the control system, a path-tracking controller decides the desired motion of the robot based on the Ackerman geometry to track its reference path, while the coordinated controller controls wheels to produce the desired motion of the robot. To reduce motion interactions among the wheel units, we constituted two types of wheel units : active wheel units and passive wheel units. The active wheel units produce the desired robot motion, and the passive wheel units correct their own velocities to mimic caster behavior.3. The performance of the dead reckoning and motion control systems was evaluated through both simulations and experiments.4. A motion control system consisting of path-tracking and chassis-tilting controllers was designed for a modular omnidirectional vehicle equipped with chassis-tilting mechanisms. The control system can prevent the robot from tumbling by centrifugal acceleration while the robot following a predetermined path. A dead reckoning system for the robot was also designed.5. As the first step toward applying the proposed methods to real robots, a dead reckoning system for a large omnidirectional AGV in outdoor environments was designed, and the performance was evaluated through fundamental experiments.
本项目研究了一种非完整模块化全方位移动机器人的协调控制,将装配好的轮子单元在其机构和控制器上模块化,以便我们可以很容易地为机器人量身定做,以适应个性化的传输应用。1.设计了一种基于扩展卡尔曼滤波的机器人航位推算系统。航位推算系统可以精确识别机器人的位置和每个车轮单元的车轮半径。对车轮半径的精确估计成功地减少了车轮单元之间的运动干扰。设计了一种运动控制系统,用于协调车轮单元,确保机器人正确运动。在控制系统中,路径跟踪控制器根据Ackerman几何确定机器人的期望运动以跟踪其参考路径,而协调控制器控制车轮以产生机器人的期望运动。为了减少车轮单元之间的运动相互作用,我们构造了两种类型的车轮单元:主动车轮单元和被动车轮单元。主动轮单元产生所需的机器人运动,而被动轮单元校正自身的速度以模仿脚轮的行为。通过仿真和实验对航位推算和运动控制系统的性能进行了评估。针对装有底盘倾动机构的模块化全方位车辆,设计了由路径跟踪控制器和底盘倾摆控制器组成的运动控制系统。该控制系统可以防止机器人在遵循预定路径时因离心力加速而翻滚。还设计了机器人的航位推算系统。作为将提出的方法应用于真实机器人的第一步,设计了室外环境下大型全方位AGV的航位推算系统,并通过基础实验对其性能进行了评估。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
M.Hashimoto,: "Dead Reckoning of a Modular Omnidirectional Vehicle"Proc.of 15th World Congress of International Measurement Confederation. CDROM (1999)
M.Hashimoto,:“模块化全向飞行器航位推算”,国际测量联合会第 15 届世界大会论文集。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Masafumi Hashimoto: "Path Tracking Control of a Modular Omnidirectional Vehicle"Proceeding of IEEE International Conference on Systemy, Man and Cybernetics (SMC'99). (CD-ROM). (1999)
Masafumi Hashimoto:“模块化全向车辆的路径跟踪控制”IEEE 国际系统、人与控制论会议 (SMC99) 论文集。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
橋本,: "冗長オドメトリ系とジャイロ情報の融合によるモジュール型全方向移動ロボットのデッドレコニング"日本機械学会論文集C編. 66・645. 1613-1620 (2000)
Hashimoto,:“通过冗余里程计系统和陀螺仪信息的融合进行模块化全向移动机器人的航位推测”,日本机械工程师学会会刊,C 版 66・645(2000 年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Masafumi Hashimoto: "Dead Reckoning of a Large Outdoor AGV by Fusing Odometry and Gyro"Proceeding of 2000 Japan-USA Symposium on Flexible Automation. (CD-ROM). (2000)
Masafumi Hashimoto:“通过融合里程计和陀螺仪对大型户外 AGV 进行航位推测”2000 年日本-美国灵活自动化研讨会论文集。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Masafumi Hashimoto,: "Odometry in Cooperative Multi-Mobile Robots system"Journal of Robotics and Mechatronics. 11・5. 411-416 (1999)
Masafumi Hashimoto,:“协作多移动机器人系统中的里程计”机器人与机电一体化杂志 11・5(1999)。
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