Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений, Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений 2019

Размер шрифта: 
Метод планирования совместных движений двух антропоморфных манипуляторов
Вячеслав Иванович Петренко, Фариза Биляловна Тебуева, Владимир Олегович Антонов, Михаил Михайлович Гурчинский

Изменена: 2019-05-27

Аннотация


С развитием антропоморфных роботов становится актуальной разработка методов планирования совместных движений двух антропоморфных манипуляторов в общем операционном пространстве. Существующие методы имеют относительно большую вычислительную сложность и не могут использоваться на платформах с ограниченными вычислительными ресурсами. В данной статье предложен приближенный аналитический метод планирования совместных движений двух антропоморфных манипуляторов для движений класса точка-точка. Аналитический метод основан на геометрической интерпретации кинематической избыточности антропоморфных манипуляторов. Его вычислительная сложность составляет порядка 1000 операций. Симуляция работы предложенного метода показала его работоспособность

Ключевые слова


антропоморфный манипулятор, кооперативное планирование движения, аналитический метод, геометрический метод, два манипулятора

Литература


1.            НПО "Андроидная техника". URL: http://v2.npo-at.com/2018/05/sar-401/ (дата обращения: 01.02.2019).

2.            BluethmannW., Ambrose R., Diftler M., Askew S., Huber E., Goza M., Rehnmark F., Lovchik C. “Robonaut: A Robot Designed to Work with Humans in Space” Autonomous robots March 2003

3.            Mohri A., Yamamoto M.,  Hirano, G. “Cooperative path planning for two manipulators” in “Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation” March 1996

4.            S. Schmitt P., Neubauer W., Feiten W., Wurm K.,V. Wichert G., Burgard W. “Optimal, sampling-based manipulation planning” March 2017

5.            McMahon T., Sandstrom R., Thomas S., Amato N., "Manipulation planning with directed reachable volumes" IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (2017) 2017-September

6.            Afaghani A., Aiyama Y. "On-line Collision Detection of n-Robot Industrial Manipulators using Advanced Collision Map" Proceedings of the 17th International Conference on Advanced Robotics, ICAR 2015

7.            Yang C., Ma H., Fu M. "Obstacle Avoidance for Robot Manipulator" Springer Singapore in May 2016

8.            Zhang W., Sobh T. "Obstacle Avoidance for Manipulators" Systems Analysis Modelling Simulation in June 2003

9.            Yang C., Liu F., Ma H., Wang X., Chen J. "Obstacle Avoidance for Kinematically Redundant Robot" IFAC-PapersOnLine in September 2015

10.          Biswasl K., Sankar A. "MATLAB Simulation of Collision Free Path Planning & Trajectory Planning of a 2-link Planar Manipulator". Control instrumentation system conference, CISCON-2011, 2011

11.          Hwang K., Tsai M. "On-Line Collision-Avoidance Trajectory Planning of Two Planar Robots Based on Geometric Modeling." Journal of Information Science and Engineering in January 1999

12.          Marushima S., Yamamoto M., Mohri A. "A planning method of collision-free trajectory for two manipulators" in December 1991

13.          Zhao L., Zhao J., Liu H., Manocha D. "Collision-Free Kinematics for Redundant Manipulators in Dynamic Scenes using Optimal Reciprocal Velocity Obstacles" in November 2018

14.          Miller L., Kim H., Rosen J. "Redundancy and joint limits of a seven degree of freedom upper limb exoskeleton" Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS in August 2011

15.          R. S. Hartenberg and J. Denavit, “A kinematic notation for lower pair mechanisms based on matrices,” Journal of Applied Mechanics, vol. 77, pp. 215–221, June 1955.

16.          Kim H., Miller L., Byl N., Abrams G., Rosen J. "Redundancy Resolution of the Human Arm and an Upper Limb Exoskeleton" IEEE Transactions on Biomedical Engineering in April 2012

17.          Kutlubaev I., Zhydenko I., Bogdanov A., "Basic concepts of power anthropomorphic grippers construction and calculation," 2016 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Chelyabinsk, 2016, pp. 1-4. DOI: 10.1109/ICIEAM.2016.7910963.

18.          Zhydenko I., Permyakov A., Kutlubaev I., Construction basics of adaptive group actuators of anthropomorphic grippers actuating link groups, 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), St. Petersburg, 2017, pp. 1-4. DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076194.

19.          Petrenko V.I., Tebueva F.B., Gurchinskiy M.M., Antonov V.O., Untewsky N.U., “The method of the quasioptimal per energy efficiency design of the motion path for the anthropomorphic manipulator in a real time operation mode” Proceedings of the 2018 Multidisciplinary Symposium on Computer Science and ICT  Stavropol, Russia, October 15, 2018.

20.          Petrenko V., Tebueva F., Gyrchinsky M., Antonov V., Shutova J. "The method of forming a geometric solution of the inverse kinematics problem for chains with kinematic pairs of rotational type only" IOP Conference Series: Materials Science and Engineering in November 2018.

 


Полный текст: PDF