A potential field method for solving the problem of path planning based on global and local information for a mobile robot moving among a set of stationary obstacles is described. The concept of various method used path planning is used design a planning strategy. A real human living area is constructed by many moving and imminence obstacles. Home service mobile robot must avoid many obstacles instantly. A path that safe and attraction towards the goal is chosen. The potential function depends on distance from the goal and heuristic function relies on surrounding environments. Three additional combined methods are proposed to apply to human living area, calibration robots position by measured surrounding environment and adapted home service robots. In this work, we proposed the application of various path planning theory to real area, human living. First, we consider potential field method. Potential field method is attractive method, but that method has great problem called local minimum. So we proposed intermediate point in real area. Intermediate point was set in doorframe and between walls there is connect other room or other area. Intermediate point is very efficiency in computing path. That point is able to smaller area, area divided by intermediate point line. The important idea is intermediate point is permanent point until destruction house or apartment house. Second step is move robot with sensing on front of mobile robot. With sensing, mobile robot recognize obstacle and judge moving obstacle. If mobile robot is reach the intermediate point, robot sensing the surround of point. Mobile robot has data about intermediate point, so mobile robot is able to calibration robots position and direction. Third, we gave uncertainty to robot and obstacles. Because, mobile robot was motion and sensing ability is not enough to control. Robot and obstacle have uncertainty. So, mobile robot planed safe path planning to collision free. Finally, escape local minimum, that has possibility occur robot do not work. Local minimum problem solved by virtual obstacle method. Next is some supposition in real living area.
This paper proposes an auto-parking controller for omnidirectional mobile robots. The controller uses the multi-sensor system including ultrasonic sensor and camera. The several ultrasonic sensors of robot detect the distance between robot and each wall of the parking lot. The camera detects the global position of robot by capturing the image of artificial landmarks. To improve the accuracy of position estimation, we applied the extended Kalman filter with adaptive fuzzy controller. Also we developed the fuzzy control system to reduce the settling time of parking. The experimental results are presented to verify the usefulness of the proposed controller.
This paper presents the novel design, implementation and control of a single-wheel mobile robot that can balance by using air power from ducted fans. All of the motions of the single-wheel mobile robot are actuated by air power instead of motor torques. Using air power allows to reduce the total weight of the robot. The complementary sensor fusion algorithm is introduced to estimate the angle correctly. After several design and development, the robot is tested for balancing in the roll direction and yawing motion. In addition, the balancing control of the robot on a single rope is tested to evaluate the control performance.
This paper presents a two-wheel balancing mobile robot with linear workspace extension structures. The two-wheel mobile robot has two linear motions at the waist and shoulder to have extended workspace. The linear motion of the waist and shoulder provides some structural advantages. A dynamic equation of the simplified robot system is derived. Simulation studies of the position control of the robot system are performed based on the dynamic equations. The dynamic relationship between a two-wheel mobile system and linear extension mechanism is observed by simulation studies.
A new navigation method is developed and implemented for mobile robot. The mobile robot navigation problem has traditionally been decomposed into the path planning and path following. Unlike tracking-based system, which minimize intercept time and moved mobile robot distance for optimal rendezvous point selection. To research of random moving object uses algorithm of Adaptive Control using Auto-regressive Model. A fine motion tracking object's trajectory is predicted of Auto-regressive Algorithm. Thus, the mobile robot can travel faster than the target wi thin the robot's workspace. The can select optimal rendezvous point of various intercept time.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제4권2호
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pp.204-216
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2006
Latest advances in hardware technology and state of the art of mobile robot and artificial intelligence research can be employed to develop autonomous and distributed monitoring systems. And mobile service robot requires the perception of its present position to coexist with humans and support humans effectively in populated environments. To realize these abilities, robot needs to keep track of relevant changes in the environment. This paper proposes a localization of mobile robot using the images by distributed intelligent networked devices (DINDs) in intelligent space (ISpace) is used in order to achieve these goals. This scheme combines data from the observed position using dead-reckoning sensors and the estimated position using images of moving object, such as those of a walking human, used to determine the moving location of a mobile robot. The moving object is assumed to be a point-object and projected onto an image plane to form a geometrical constraint equation that provides position data of the object based on the kinematics of the intelligent space. Using the a priori known path of a moving object and a perspective camera model, the geometric constraint equations that represent the relation between image frame coordinates of a moving object and the estimated position of the robot are derived. The proposed method utilizes the error between the observed and estimated image coordinates to localize the mobile robot, and the Kalman filtering scheme is used to estimate the location of moving robot. The proposed approach is applied for a mobile robot in ISpace to show the reduction of uncertainty in the determining of the location of the mobile robot. Its performance is verified by computer simulation and experiment.
This paper presents a new approach to the design of cruise control system of a mobile robot with two drive wheel. The proposed control scheme uses a Gaussian function as a unit function in the fuzzy neural network, and back propagation algorithm to train the fuzzy neural network controller in the framework of the specialized learning architecture. It is proposed a learning controller consisting of two neural network-fuzzy based on independent reasoning and a connection net with fixed weights to simply the neural networks-fuzzy. The performance of the proposed controller is shown by performing the computer simulation for trajectory tracking of the speed and azimuth of a mobile robot driven by two independent wheels.
In this paper, experimental studies of balancing a pendulum mounted on a wheeled drive mobile robot and its position control are presented. Main PID controllers are compensated by a neural network. Neural network learning algorithm is embedded on a DSP board and neural network controls the angle of the pendulum and the position of the mobile robot along with PID controllers. Uncertainties in system dynamics are compensated by a neural network in on-line fashion. Experimental results show that the performance of balancing of the pendulum and position tracking of the mobile robot is good.
In this paper, a fuzzy-neural hybrid control approach is proposed for controlling a mobile robot that can avoid an unexpected obstacle in a navigational space. First, to describe the global structure of a known environment, a heuristic collision-free space band is introduced. Based on the band, the moving information in the known environment is trained to a neural controller. Then, during the execution of a mobile robot navigation moving information at each position is given the neural controller. If the mobile robot encounters an unexpected obstacle, a fuzzy controller activates to avoid the unexpected obstacle. Finally, some numerical examples are presented to demonstrate the control algorithm.
In this study a three-axes mobile robot which has two independently controlled driving wheels and a function of simultaneously steering the driving wheels has been developed. Two-motion modes of the mobile robot, the first is a differential velocity motion of two driving wheels and the second is a equal driving and steering motion, have been analyzed and the kinematic and dymanic analyses about the each motion mode have been carried out. As a result of dynamic analysis, the torque used on a motor control and acceleration have been derived explicitly. Hence, a computation time is saved effectively and a real time control of the mobile robot considering the dynamics has become possible. Through a simulation the results considering the dynamics have been compared with that no regarding the dynamics and the possibility of real-time control has been proved.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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