Pálya- és trajektóriatervezési algoritmus robotkarokhoz
Napjainkban az automatizálás egyre nagyobb szerepet tölt be az életünkben. Egyre nagyobb szükség van a robotkarok önálló pálya- és trajektóriatervezésére, illetve egyre jobban terjednek azok a megoldások, melyek képesek olyan robotkarok biztonságos irányítására is, amelyek emberekkel közös munkatérben végzik a feladatukat.
Alapvetően a környezet időbeli változása alapján kétfajta pálya- és trajektóriatervezési feladatot különböztethetünk meg. Abban az esetben, ha a robot környezete időben állandó vagy előre ismert módon változik, a robotkar által leírandó trajektóriát már előre meghatározhatjuk, ezt nevezzük offline tervezési feladatnak.
Abban az esetben, ha a környezet előre nem ismert módon változik, mindenképp információt kell gyűjtenünk a környezetünkről, majd a robotkar mozgását ezen információk alapján kell valós időben meghatároznunk. Ekkor online tervezésről beszélhetünk.
Az utóbbi feladatra vonatkozó megoldások nagy része csupán a környezettel való ütközés detektálását tudják elvégezni, majd ez alapján változtatják a megtervezett trajektória időbeli skálázását (lassítják, megállítják vagy akár visszafelé is mozgathatják a robotkart).
Ez a biztonság szempontjából egy elengedhetetlen funkció, de a bejárandó pálya geometriáját változatlanul hagyják. Ha szeretnénk robusztusabbá tenni a rendszerünket, akkor az ütközések elkerülését biztosító manőverek tervezésére is érdemes figyelmet fordítanunk.
A TDK dolgozatban megoldást keresek mind az offline, mind az online pálya- és mozgástervezési feladatra.
Bemutatok egy általános módszert az offline pályatervezési feladat megoldására. Ismertetem a pályatervezés során használt Transition-based Rapidly-exploring Random Tree (T-RRT) algoritmust és az ehhez szükséges nemlineáris költségfüggvény fuzzy függvényapproximációval történő becslésének módszerét. Kitérek a statikus térben történő, ütközéssel járó konfigurációk megtalálásának menetére, illetve a robot által befutandó trajektória meghatározására.
Az online trajektóriatervezés során mélységi kamerákkal megfigyelve a robotkar környezetét, valós időben is módosítani tudjuk a robotkar mozgását, ezzel lehetővé téve a dinamikus akadályok biztonságos elkerülését.
szerző
-
Szabó Dániel
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Gincsainé Szádeczky-Kardoss Emese
Docens, Irányítástechnika és Informatika Tanszék