Analiza wrażliwości algorytmu semiautonomii robota mobilnego na awarię czujników otoczenia - badania symulacyjne

pol Artykuł w języku polskim DOI:

Jakub Bartoszek , wyślij Maciej T. Trojnacki , Piotr Bigaj Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów w Warszawie

Pobierz Artykuł

Streszczenie

Praca dotyczy analizy wrażliwości algorytmu semiautonomii mobilnego robota bojowego na awarię czujników otoczenia. Opisano w niej konstrukcję robota i zastosowane na nim czujniki. Przedstawiono algorytm służący do realizacji trybu semiautonomii i uwzględniający awarie czujników otoczenia. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych algorytmu semiautonomii w środowisku MATLAB/Simulink. Badania te wykonano dla przypadków normalnej pracy czujników otoczenia oraz awarii wybranych z nich. Na tej podstawie dokonano oceny wrażliwości algorytmu na awarię wybranych czujników otoczenia.

Słowa kluczowe

czujnik otoczenia, robot mobilny, sterowanie

Sensitivity analysis of semiautonomy algorithm of mobile robot to environmental sensors failures - simulation research

Abstract

This work is concerned on sensitivity analysis of semiautonomy algorithm of mobile combat robot to environmental sensors' damage. The construction of the robot, semiautonomy algorithm and used sensors have been described. This algorithm takes into account environmental sensors' damage. Simulation research results of semiautonomy algorithm using MATLAB/Simulink package was presented. This research was performed for normal environmental sensors' operation and for selected sensors' damage. On that basis, sensitivity of semiautonomy algorithm to selected environmental sensors damage was tested.

Keywords

control, environmental sensor, mobile robot

Bibliografia

  1. A. Wołoszczuk, M. Andrzejczak i P. Szynkarczyk, “Architecture of mobile robotics platform planned for intelligent robotic porter system - IRPS project,” Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems, vol. 1, 59-63, 2007.
  2. M. Trojnacki i P. Szynkarczyk, „Tendencje rozwoju mobilnych robotów lądowych (3). Autonomia robotów mobilnych - stan obecny i perspektywy rozwoju”, Pomiary Automatyka Robotyka, 9/2008, 5-9.
  3. A. Ghorbani, S. Shiry and A. Nodehi, “Using Genetic Algorithm for a Mobile Robot Path Planning,” in International Conference on Future Computer and Communication, 164-166, 2009.
  4. M. Wang i J. N. K. Liu, "”Fuzzy logic-based real-time robot navigation in unknown environment with dead ends,” Robotics and Autonomous Systems vol. 56, 625-643, 2008.
  5. X.-J. Jing, „Behaviour dynamics based motion planning of mobile robots in uncertain dynamic environments,” Robotics and Autonomous Systems vol. 53, 99-123, 2005.
  6. M. Soika, “A sensor failure detection framework for autonomous mobile robots”, in Intelligent Robots and Systems, 1997. IROS ‘97., Proceedings of the 1997 IEEE/RSJ International Conference on, 1997, 1735-1740 vol.3.
  7. N. Ranganathan, M. I. Patel and R. Sathyamurthy, „An intelligent system for failure detection and control in an autonomous underwater vehicle,” Systems, Man and Cybernetics, Part A: Systems and Humans, IEEE Transactions on, vol. 31, 762-767, 2001.
  8. K. Bouibed, A. Aitouche and M. Bayart, „Sensor fault detection by sliding mode observer applied to an autonomous vehicle,” in Advances in Computational Tools for Engineering Applications, 2009. ACTEA ‘09. International Conference on, 621-626, 2009.
  9. I. J. Rudas, I. Ori and A. Toth, “Design methodology and environment for robot diagnosis,” in Industrial Electronics, 1993. Conference Proceedings, ISIE'93 - Budapest., IEEE International Symposium on, 367-372, 1993.
  10. K. Kroschel and A. Wernz, „Sensor Fault Detection and Localisation Using Decorrelation Methods,” A Sesnsors and Actuators, vol. 25-27, pp. 43-50, 1991.
  11. G. J. S. Rae and S. E. Dunn, “On-Line detection for AUV,” in IEEE Symp. Autonomous Underwater Vehicle Technology, 383-392, 1994.
  12. T. J. Farrel and B. Appleby, “Using leraning techniques to accommodate unanticipated faults,” in IEEE Trans. Control Syst. Technol., 1993, 40-49.
  13. M. L. Visinsky, J. R. Cavallaro and J. D. Walker, “Expert System Framework for Fault Detection and Fault Tolerance in Robotics,” Computers & Electrical Engineering, vol. 20(5), 421-435, 1994.
  14. „Toward an automatic health monitor for autonomous underwater vehicles using parameter identification,” in Amer. Control Conf., 585-589, 1993.
  15. P. Bigaj, M. Trojnacki i J. Bartoszek, "”Robot IBIS - realizacja ruchu w trybie teleoperacji i semiautonomii,” Prace naukowe Politechniki Warszawskiej, Seria: Elektronika, Zeszyt 175, Tom 1, 135-148, 2010.
  16. Oferta robota IBIS produkcji PIAP (stan na dzień 24.11.2010) dostępna na stronie internetowej: http://www.antyterroryzm.com/robot_bojowy.php
  17. Filmy prezentujące możliwości robota IBIS produkcji PIAP dostępne pod adresem (stan na dzień 24.11.2010): http://www.youtube.com/user/osmpiap
  18. J. Borenstein and Y. Koren, „High-speed obstacle avoidance for mobile robots”, in Intelligent Control, 1988. Proceedings., IEEE International Symposium on, 382-384, 1998.
  19. I. Ulrich and J. Borenstein, „VFH+: reliable obstacle avoidance for fast mobile robots”, in Robotics and Automation, 1998. Proceedings. 1998 IEEE International Conference on, 1572-1577, 1998.