Например, Бобцов

Разработка квазиоптимального алгоритма переключения мобильного робота

Аннотация:

Введение. Всенаправленные мобильные платформы, известные своей маневренностью в ограниченных пространствах, часто сталкиваются не только с проблемами энергоэффективности из-за конструкции роликонесущих колес, но и с ограничениями при движении в реальных условиях эксплуатации, такими как перепады высот и неровности рельефа. Для преодоления ограничений мобильных платформ необходимо обеспечить возможность переключения между всенаправленным и классическим режимами движения с помощью адаптивного переключения режимов движения. Такой подход позволяет сочетать маневренность при навигации в тесных условиях с повышенной проходимостью и энергоэффективностью на неровных поверхностях и уклонах. Метод. В работе предложен алгоритм адаптивного переключения режимов движения, обеспечивающий переход от всенаправленной к классической кинематической схеме и обратно с помощью разработанного компактного механизма переключения. Для этого использованы усовершенствованные кинематические, динамические и энергетические модели в сочетании с лабораторными экспериментами с реконфигурируемой платформой. Предложенные усовершенствования позволяют осуществить простой и быстрый переход из одной кинематической схемы в другую с помощью разработанного компактного механизма переключения. Основные результаты. Экспериментальные исследования выполнены в лабораторных условиях на ровной бетонной поверхности, где робот выполнял движение по замкнутой траектории. В ходе эксперимента фиксировались энергопотребление и ошибки отслеживания траектории для голономного, неголономного и реконфигурируемого режимов движения. Сравнительный анализ показал, что применение предложенного алгоритма переключения позволяет снизить энергозатраты в среднем на 8 % при сохранении маневренности. Для более крупных роботов с массой, значительно превышающей массу механизма реконфигурации, экономия энергии в реальных сценариях может быть больше за счет оптимизации системой использования энергии и выбора наиболее эффективной конфигурации для различных сегментов траектории. Система сохраняет высокую маневренность и обеспечивает эффективную навигацию в сложных условиях. Обсуждение. Представленный алгоритм позволяет платформе достичь важнейшего баланса между мобильностью, эффективностью и точностью управления. Появляется возможность практического внедрения реконфигурируемых роботов в реальных сервисных приложениях. Полученные результаты имеют практическое значение для проектирования адаптивных механических и управляющих систем с повышенной эксплуатационной гибкостью мобильных платформ в условиях ограниченных ресурсов.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2025 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО