Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

A flocking and obstacle avoidance algorithm for mobile robots.

A flocking and obstacle avoidance algorithm for mobile robots. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Lindhé Magnus
Ort: Stockholm
Sidor: 52
Utgivningsår: 2004
Publiceringsdatum: 2004-01-01
Rapportnummer: (FOI-R--1383--SE)
Nyckelord Formationer, hinderundvikande, robotbilar, samverkande robotar, flocking, obstacle avoidance, car-like robots, cooperative control
Sammanfattning Mobila robotar som samarbetar i grupp ger flera fördelar, t.ex. redundans och flexibilitet. Dessutom ger det möjlighet att lösa vissa uppgifter som vore omöjliga för en ensam robot. Vi har utvecklat en ny algoritm för att förflytta grupper av robotar till ett förutbestämt mål, utan att de kolliderar med varandra eller med hinder. På vägen håller de ihop i en formation. Vi har kombinerat en potentialbaserad metod, som används för att hitta kortaste vägen till målet, och en yttäckningsmetod som utnyttjar tyngdpunkterna för Voronoi-regioner för att optimera placeringen av sensorer i ett skalärt fält. Vår algoritm är bevisat säker mot kollisioner, oavsett form på hindren. Den har visat sig ge pålitlig konvergens till målet i simuleringar och robotarna bildar hexagonala gitterformationer när de rör sig på öppna ytor. Algoritmen är dessutom helt decentraliserad och mängden beräkningar som varje robot behöver göra ökar försumbart när fler gruppmedlemmar tillkommer. Den här rapporten beskriver algoritmen och dess egenskaper och redovisar resultat från simuleringar i två olika miljöer. Dels har vi simulerat i Matlab och dels i Fenix, en grafisk datormiljö utvecklad av FOI, där robotarna har modellerats efter amerikanska arméns terrängfordon HMMWV.
Abstract Mobile robots cooperating in groups offer several advantages such as redundancy and flexibility and can sometimes perform tasks that would be impossible for one single robot. We have developed a new algorithm for navigating a group of robots to a predefined target while avoiding obstacles and staying together in a formation. The algorithm merges a potential-based method that provides the shortest unobstructed path to the goal with an approach from coverage control, where the centroids of Voronoi partitions are used to optimize the placement of sensors in a scalar field. Our algorithm guarantees safety: there will be no collisions between robots or with obstacles of arbitrary shape. It has shown reliable goal convergence in simulations, and the robots form a hexagonal lattice when moving in open fields. Further, the algorithm is completely decentralized and the processing load for each robot is virtually unaffected by adding more group members. This report provides a description of the algorithm and its properties, as well as results from simulations in both Matlab and Fenix, a graphical simulation environment developed at FOI, where the robots are modeled as the US Army HMMWV all-terrain vehicle.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182