Fuzzy Combiner of Behaviors for Reactive Control of Wheeled Mobile Robot

Hendzel, Zenon

doi:10.1007/978-3-540-24844-6_119

Cited by 5 publications

(15 citation statements)

References 4 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…W metodach lokalnych zakłada się, iż otoczenie WMR pozostaje nieznane, a ograniczona informacja o nim jest dostarczana przez układ sensoryczny robota, który w tym przypadku pełni istotną role w procesie planowania trajektorii ruchu. Przykładem tego typu metod jest sterowanie behawioralne [3,7,8], którego idea bazuje na obserwacji świata zwierząt i próbie naśladowania ich elementarnych zachowań, takich jak zachowanie typu "omijaj przeszkody" (OA, ang. obstacle avoiding), czy "podążaj do celu" (GS, ang.…”

Section: Wstępunclassified

See 1 more Smart Citation

Planowanie ruchu mobilnego robota kołowego z zastosowaniem algorytmów z logiką rozmytą

Szuster

2015

ZN PRz Mechanika

View full text Add to dashboard Cite

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI RZESZOWSKIEJ 291, Mechanika 87RUTMech, t. XXXII, z. 87 (4/15), październik-grudzień 2015, s. 359-376 Marcin SZUSTER 1 PLANOWANIE RUCHU MOBILNEGO ROBOTA KOŁOWEGO Z ZASTOSOWANIEM ALGORYTMÓW Z LOGIKĄ ROZMYTĄW artykule zaprezentowano hierarchiczny układ sterowania ruchem mobilnego robota kołowego w nieznanym środowisku ze statycznymi przeszkodami. Układ sterowania składa się z dwóch warstw, warstwy planowania trajektorii ruchu oraz warstwy realizacji ruchu. Warstwa planowania trajektorii generuje bezkolizyjną trajektorię ruchu robota w złożonym zadaniu typu "podążaj do celu z omijaniem przeszkód". W warstwie planowania trajektorii ruchu zastosowano metody sztucznej inteligencji w formie układów z logiką rozmytą. Warstwę podrzędną hierarchicznego układu sterowania stanowi neuronowy algorytm sterowania ruchem nadążnym, w którym zastosowano algorytm aproksymacyjnego programowania dynamicznego w konfiguracji dualnego heurystycznego programowania dynamicznego, zrealizowany w formie dwóch struktur: aktora i krytyka. W strukturach aktora i krytyka zastosowano sztuczne sieci neuronowe z wagami warstwy wejściowej dobieranymi w sposób losowy w procesie inicjalizacji sieci i sigmoidalnymi bipolarnymi funkcjami aktywacji neuronów. Poprawności procesu generowania i realizacji trajektorii ruchu zweryfikowano poprzez serię testów numerycznych przeprowadzonych w środowisku obliczeniowym Matlab/Simulink z zastosowaniem emulatora mobilnego robota kołowego oraz toru pomiarowego.Słowa kluczowe: aproksymacyjne programowanie dynamiczne, generator trajektorii, sieci neuronowe, sterowanie nadążne, układy z logiką rozmytą WstępOd wielu lat mobilne roboty kołowe (WMR, ang. Wheeled Mobile Robots) cieszą się dużym zainteresowaniem środowisk badawczych oraz szeroko pojęte-go przemysłu w kontekście możliwości ich implementacji do realizacji specyficznych zadań. Postęp, jaki dokonał się w ciągu ostatnich lat w dziedzinie napędów, układów sensorycznych czy mikroprocesorowych, umożliwił budowę WMR mogących pełnić coraz bardziej złożone zadania usługowe czy transportowe. Jednak nadal istotnymi problemami mobilnej robotyki pozostają kwestie sterowania ruchem oraz generowania w czasie rzeczywistym trajektorii ruchu [1-4, 7, 8, 12, 13, 16], wśród których można wyróżnić podział na metody lokalne i globalne. W metodach globalnych zakłada się znajomość mapy otoczenia WMR, a trajektoria ruchu może być wygenerowana wcześniej, przed rozpoczęciem ruchu. W metodach lokalnych zakłada się, iż otoczenie WMR pozostaje nieznane, a ograniczona informacja o nim jest dostarczana przez układ sensoryczny robota, który w tym przypadku pełni istotną role w procesie planowania trajektorii ruchu. Przykładem tego typu metod jest sterowanie behawioralne [3,7,8], którego idea bazuje na obserwacji świata zwierząt i próbie naśladowania ich elementarnych zachowań, takich jak zachowanie typu "omijaj przeszkody" (OA, ang. obstacle avoiding), czy "podążaj do celu" (GS, ang. goal seeking). Jednakże zastosowanie algorytmu sterowania behawioralnego w zadan...

show abstract

Section: Wstępunclassified

“…Fuzzy Logic System) [7,8,18] oraz warstwę realizacji ruchu WMR, zrealizowaną w formie neuronowego algorytmu sterowania ruchem nadążnym, w którym zastosowano algorytm aproksymacyjnego programowania dynamicznego (ADP, ang. Approximate Dynamic Programming) [14,15,17] w konfiguracji dualnego heurystycznego programowania dynamicznego (DHP, ang.…”

Section: Wstępunclassified

Planowanie ruchu mobilnego robota kołowego z zastosowaniem algorytmów z logiką rozmytą

Szuster

2015

ZN PRz Mechanika

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…W literaturze moŜna znaleźć wiele metod generowania trajektorii ruchu MRK [1][2][3][4][5][6][7][8][9], wśród których występuje podział na metody globalne i lokalne. W metodach globalnych proces planowania trajektorii ruchu odbywa się na podstawie znajomości mapy otoczenia robota.…”

Section: Wprowadzenieunclassified

“…W metodach lokalnych przyjęto zało-Ŝenie, Ŝe MRK porusza się w nieznanym środowisku, o którym ograniczonej informacji dostarcza układ sensoryczny robota. Przykładem metody lokalnej generowania trajektorii ruchu MRK jest sterowanie behawioralne [3,5,6], inspirowane zachowaniami obserwowanymi w świecie zwierząt. Pojęcie to obejmuje grupę metod sterowania umoŜliwiających realizację elementarnych zachowań, takich jak: "podąŜaj do celu" (ang.…”

Section: Wprowadzenieunclassified

“…W algorytmach planowania trajektorii i realizacji ruchu MRK chętnie są stosowane nowoczesne metody sztucznej inteligencji (ang. Artificial Intelligence -AI), takie jak układy z logiką rozmytą (ULR) [5,6], sztuczne sieci neuronowe (SN) [3] czy algorytmy aproksymacyjnego programowania dynamicznego (APD) [10], których idea opiera się na programowaniu dynamicznym Bellmana, a implementacja stała się moŜliwa przez zastosowanie SN.…”

Section: Wprowadzenieunclassified

See 1 more Smart Citation

Rozmyte sterowanie behavioralne mobilnym robotem kołowym w nieznanym środowisku

Szuster¹

2014

ZN PRz Mechanika

View full text Add to dashboard Cite

W artykule zaprezentowano hierarchiczny układ sterowania ruchem mobilnego robota kołowego w nieznanym środowisku ze statycznymi przeszkodami. Układ sterowania składa się z generatora trajektorii realizującego sterowanie behawioralne z zastosowaniem układów z logiką rozmytą oraz neuronowego algorytmu sterowania ruchem nadąŜnym, w którym zastosowano algorytm aproksymacyjnego programowania dynamicznego. W warstwie planowania trajektorii ruchu zrealizowano sterowania behawioralne typu "podąŜaj do celu" oraz "omijaj przeszkody". W prezentowanym hierarchicznym układzie sterowania sygnały sterowania warstwy planowania trajektorii są generowane przez dwa układy z logiką rozmytą, w których zastosowano model Takagi-Sugeno. W warstwie realizacji ruchu zastosowano algorytm aproksymacyjnego programowania dynamicznego w konfiguracji dualnego heurystycznego programowania dynamicznego, zbudowany z dwóch struktur: aktora i krytyka. Struktury aktora i krytyka zostały zrealizowane z zastosowaniem sztucznych sieci neuronowych. Poprawność zaproponowanych rozwią-zań zweryfikowano numerycznie, stosując emulator mobilnego robota kołowego oraz laboratoryjnego toru pomiarowego, zrealizowane w środowisku obliczeniowym Matlab/Simulink. Słowa kluczowe: aproksymacyjne programowanie dynamiczne, generator trajektorii, sieci neuronowe, sterowanie nadąŜne, układy z logiką rozmytą WprowadzenieCiągły rozwój przemysłu, poprawa efektywności oraz moŜliwości sterowania układów wykonawczych robotów, dostępność coraz bardziej złoŜo-nych układów sensorycznych, wzrost mocy obliczeniowej mikroprocesorów czy pojemności magazynów energii umoŜliwiają budowę bardziej zaawansowanych mobilnych robotów kołowych (MRK). Jednocześnie moŜliwe staje się zastosowanie MRK w zadaniach do tej pory niedostępnych dla tego typu konstrukcji, a znaczny wzrost zainteresowania środowisk naukowych oraz biznesowych potwierdza istotność zagadnień związanych z tematyką projektowania i sterowania 1 Autor do korespondencji/corresponding author: Marcin Szuster, Politechnika Rzeszowska, al.

show abstract

An adaptive critic neural network for motion control of a wheeled mobile robot

Hendzel

2007

Nonlinear Dyn

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

In this paper, we propose a new application of the adaptive critic methodology for the feedback control of wheeled mobile robots, based on a critic signal provided by a neural network (NN). The adaptive critic architecture uses a high-level supervisory NN adaptive critic element (ACE), to generate the reinforcement signal to optimise the associative search element (ASE), which is applied to approximate the non-linear functions of the mobile robot. The proposed tracking controller is derived from Lyapunov stability theory and can guarantee tracking performance and stability. A series of computer simulations have been used to emulate the performance of the proposed solution for a wheeled mobile robot.

show abstract

Fuzzy Combiner of Behaviors for Reactive Control of Wheeled Mobile Robot

Cited by 5 publications

References 4 publications

Planowanie ruchu mobilnego robota kołowego z zastosowaniem algorytmów z logiką rozmytą

Planowanie ruchu mobilnego robota kołowego z zastosowaniem algorytmów z logiką rozmytą

Rozmyte sterowanie behavioralne mobilnym robotem kołowym w nieznanym środowisku

An adaptive critic neural network for motion control of a wheeled mobile robot

Contact Info

Product

Resources

About