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Robust predictive control for mobile robots in uncertain environments

Robust predictive control for mobile robots in uncertain environments
不确定环境下移动机器人的鲁棒预测控制
批准号:
20760275
负责人:
FUKUSHIMA Hiroaki
金额:
$2.75万
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份:
2008
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2008 至 2010

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
首先,提出了一种新的基于模型预测控制(MPC)的轨迹生成方法,以防止预测时间步长之间的时间间隔内的碰撞。将该方法推广到基于预测控制的多车编队控制中。对于基于MPC的碰撞避免问题,我们还提出了一种减少混合整数问题所产生的子问题的算法,从而减少了MPC在每个采样时刻的计算时间。此外,针对现有编队控制方法中存在的一个问题,即在车辆数量较多时难以确定每辆车的目标位置,提出了一种新的基于编队模式提取的编队方法。更准确地说,我们引入了表示队形的位置、方向和形状的抽象变量,并提出了一种自动控制队形的方法,使其在保持算子给定的队形宽度的同时沿目标路径移动。提出了蛇形机器人的路径跟踪控制方法,为所提出的队形控制方法奠定了基础。仿真和实验证明了这些方法的有效性。
英文摘要
First, a new trajectory generation method based on model predictive control (MPC) has been proposed to prevent the collisions in time intervals between prediction time steps. This method has been extended to the multi-vehicle formation control based on MPC. We have also proposed an algorithm to decrease sub-problems generated to solve mixed integer problems for MPC based collision avoidance, which allows us to decrease the computation time for MPC at each sampling time. Furthermore, we have focused on a problem of most existing formation control method i.e. difficulty of determining the target position of each vehicle when the number of the vehicles is large, and have proposed a new formation method based on the abstraction of formation pattern. More precisely, we have introduced the abstraction variables which represent the position, orientation and shape of the formation, and proposed a method to control the shape of the formation automatically so as to move along the target path while keeping the width of the formation given by operators. We have also proposed a path tracking control method for snake-like robot which gives the basis of the proposed formation control method. The effectiveness of these methods has been demonstrated by simulations and experiments.
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会议论文
Tetsushi Kamegawa and Fumitoshi Matsuno, Path-Tracking Control of a Snake-likeRobot using Screw Drive Mechanism
Tetsushi Kamekawa 和 Fumitoshi Matsuno,使用螺杆传动机构对蛇形机器人进行路径跟踪控制
DOI: --
发表时间: 2011
期刊:
影响因子: --
作者: [Hiroaki Fukushima, Motoyasu Tanaka]
通讯作者: Motoyasu Tanaka
予測時刻間の障害物回避を考慮したモデル予測制御に基づく軌道計画法
考虑预测时间间避障的基于模型预测控制的轨迹规划方法
DOI: --
发表时间: 2009
期刊: 計測自動制御学会論文誌 45(8)
影响因子: --
作者: [根和幸, 福島宏明, 松野文俊]
通讯作者: 松野文俊
Trajectory Generation based on Model Predictive Control with Obstacle Avoidance between Prediction Time Steps
基于预测时间步长之间避障的模型预测控制的轨迹生成
DOI: --
发表时间: 2009
期刊:
影响因子: --
作者: [Kazuyuki Kon, Hiroaki Fukushima, Fumitoshi Matsuno]
通讯作者: Fumitoshi Matsuno
予測時刻問の障害物回避を考慮したモデル予測制御に基づく軌道計画法
考虑预测时间避障的基于模型预测控制的轨迹规划方法
DOI: --
发表时间: 2009
期刊: 計測自動制御学会論文集 Vol. 45-8
影响因子: --
作者: [根和幸, 福島宏明, 松野文俊]
通讯作者: 松野文俊
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