- •П. К. Лопатин Интеллектуальные манипуляционные роботы
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Кинематика манипуляторов
- •1.1. Манипулятор как система твердых тел
- •1.2. Кинематика произвольного движения тела,
- •1.3. Кинематика поступательного движения тела
- •1.4. Кинематика произвольного движения твердого тела
- •1.5. Характер связей между звеньями
- •1.6. Расстановка систем координат по алгоритму Денавита-Хартенберга
- •1.7. Вывод матрицы перехода от I-й к (I–1)-й системе координат
- •1.8. Уравнение кинематики манипулятора
- •1.9. Скорость и ускорение некоторой точки манипулятора
- •Правая часть (1.45), если k j, k I;
- •0, Если k j.
- •1.10. Прямая задача кинематики
- •1.11. Обратная задача кинематики
- •Примеры решения задач
- •Разделим уравнение (1.71) на (1.72). Получим
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Библиографический список
- •2.1. Уравнения Лагранжа II рода
- •2.2. Кинетическая энергия манипулятора
- •Поскольку интеграл – это сумма, то формулу (2.3) можно записать в виде уравнения
- •Из (1.36) следует, что
- •Из формулы (1.42) видно, что
- •2.3. Потенциальная энергия манипулятора
- •2.4. Уравнение динамики манипулятора
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •3. Планирование путей, траекторий и управление манипуляторами
- •3.1. Понятие пространства обобщенных координат.
- •Постановки задачи
- •3.2. Планирование пути методом полиномиальной аппроксимации
- •Решая эту систему, получим
- •3.3. Планирование пути с учетом ограничений на положение, скорость и ускорение
- •3.4. Планирование траектории с учетом динамики манипулятора
- •Библиографический список
- •3.5. Исполнение траектории
- •Библиографический список
- •Библиографический список
- •3.6.1. Алгоритм полного перебора
- •Библиографический список
- •3.6.2. Алгоритм перебора в глубину
- •3.6.3. Алгоритм а*
- •Библиографический список
- •3.6.4. Алгоритм фронта волны
- •Библиографический список
- •3.6.5. Алгоритм полиномиальной апроксимации
- •Библиографический список
- •3.6.6. Диаграммы вороного
- •Библиографический список
- •3.6.7. Алгоритм разделения ячеек
- •1. Предварительный поиск маршрута
- •2. Разделение плоскости на свободные области
- •3. Соединение свободных областей
- •4. Объединение свободных соединенных областей
- •5. Соединение свободных областей на соседних плоскостях
- •6. Создание объединенных областей и проверка достижимости
- •7. Построение маршрута
- •8. Пример
- •Библиографический список
- •Примеры решения задач
- •3.7. Управление манипуляторами в среде с неизвестными препятствиями
- •Библиографический список
- •Алгоритм
- •3.8. Иерархия уровней Управления роботами
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Заключение
- •Учебное издание
- •Учебное пособие
Библиографический список
1. Нильсон, Н. Искусственный интеллект [Текст] / Н. Нильсон. – М.: Мир, 1973. – 270 с.
2. Ahrikhencheikh, C. Optimized-motion planning: theory and implementation [Text] / C. Ahrikhencheikh, A. Seireg. John Wiley & Sons, Inc., 1994.
3. Barraquand, J. Robot motion planning: a distributed representation approach [Text] / J. Barraquand, J.-C. Latombe // Int. J. of Rob. Res. – Vol. 10. 1991 № 6. – Dec. – P. 628–649.
4. Brooks, R. A. Solving the find-path problem by good representation of free space [Text] / R. A. Brooks // IEEE transactions on systems, man and cybernetics. – Vol. SMC-13. – 1983. – № 3.
5. Canny, J. The complexity of robot motion planning [Text] / J. Canny. – Cambridge, Massachusetts: The MIT Press, 1988.
6. H. Choset et al., “Principles of Robot Motion. Theory, Algorithms and Implementations”, A Bradford Book. The MIT Press. 2005.
7. Collins, G. E. Quantifier elimination for real closed fields by cylindrical algebraic decomposition [Text] / G. E. Collins // Lecture Notes in Computer Science, – Vol. 33. Berlin: Springer-Verlag, 1975.
8. Denavit, J. A Kinematic Notation for Lower-Pair Mechanisms Based on Matrices [Text] / J. Denavit, R. S. Hartenberg // ASME J. Appl. Mech. 1955. – № 22. – Р. 215–221.
9. Donald, B. R. On motion planning with six degrees of freedom: Solving the intersection problems in configuration space [Text] / B. R. Donald // Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation. – 1985.
10. Elihai, Y. Global motion planning algorithm, based on high-order discretization and on hierarchies of singularities [Text] / Y. Elihai, Y. Yomdin // Proc. 28th IEEE Conf. Decis. and Contr., Tampa, Fl., Dec. 1989, – Vol. 2. – New York 1989. – P. 1173–1174.
11. Hwang, Y. Path planning using a potential field representation [Text] / Y. Hwang, N. Ahuja // Proceedings CVPR’89 IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, San Diego, Calif., June 4–8, 1989 – Washington etc., 1989. P. 569–575.
12. Jarvis, R. A. An intelligent autonomous guided vehicle: localization, environmental modelling and collision-free path finding [Text] / R. A. Jarvis, C. Byrne, K. Ajay // Proceedings of the international symposium and exposition on robots. Sydney, Australia, 1988.
13. Ku, T. S. Interference detection and motion planning problems in computational geometry [Text] / T. S. Ku // Ph. D. Thesis: / University of Wisconsin-Madison. – 1987.
14. Kyriakopoulos, K. J. Optimal and suboptimal motion planning for collision avoidance of mobile robots in non-stationary environments [Text] / J. Kyriakopoulos, G. N. Saridis // J. Intell. And Rob. Syst. – 1994. – Vol. 11. – № 3. – P. 223–267.
15. Latombe, J. C. Robot motion planning [Text] / J. C. Latombe. – Boston: Kluwer Academic Publishers, 1990.
16. S.M. LaValle, “Planning Algorithms”, 1999-2006. Available: http:// msl.es.uiuc.edu/ planning
17. Leu, H. C. Optimal planning of trajectories for robots [Text] / H. C. Leu, S. K. Singh // CAD Based Programming for Sensory Robots. Proceedings of NATO Advanced Research workshop, Il Ciocco, July 4–6, 1988 – Berlin etc., 1988. – P. 467–477.
18. Lozano-Perez, T. Automatic planning of manipulator transfer movements [Text] / T. Lozano-Perez // IEEE transactions on systems, man and cybernetics. – Vol. SMC-11. – 1981. – № 10.
19. Lozano-Perez, T. Spatial planning: A configuration space approach [Text] / T. Lozano-Perez // IEEE Trans. Computers. – Vol. C-32. – 1983 № 2.
20. Lozano-Perez, T. An algorithm for planning collision-free paths among polyhedral obstacles [Text] / T. Lozano-Perez, M. Wesley // Communications of the ACM. – Vol. 22. – 1979.
21. Namgung I. Planning collision-free paths with applications to robot manipulators [Text] / I. Namgung // Ph. D. Thesis / University of Florida-Gainesville. – 1989.
22. Nelson, R. C. Using flow field divergence for obstacle avoidance: towards qualitative vision [Text] / R. C. Nelson, J. Aloimonos (Yiannis) // Second International Conference on Computer Vision. Tampa, Fl. Dec. 5–8, 1988. – Washington D.C., 1988. – P. 188–196.
23. Newmann, W. Automatic obstacle avoidance at high speeds via reflex control [Text] / W. Newmann // Proc. IEEE Conf. Rob. Automat. – 1989. – P. 1104–1109.
24. Okutomi, M. Decision of robot movement by means of a potential field [Text] / M. Okutomi, M. Mori // Advanced Robotics. Vol. 1. – 1986. – № 2. – P. 131–141.
25. Ozaki, H. Collision-free path generation for a mobile robot by an artificial transformation of obstacle spaces [Text] / H. Ozaki, T. Shimadzu, A. Mohri // Robotica. – 1989. – Vol. 7. – № 2. – P. 139–142.
26. Rimon, E. The construction of analytic diffeomorphisms for exact robot navigation on star worlds [Text] / E. Rimon, E. Koditschek // Proc. IEEE Conf. Robotics and Automat. 1989. – P. 21–26.
27. Schwartz, J. T. On the `Piano Movers' problem. II. General techniques for computing topological properties of real algebraic manifolds [Text] / J. T. Schwartz, M. Sharir // Advances in applied mathematics. – Vol. 3. –1983.
28. Singh, S. K. Manipulator motion planning in the presence of obstacles and dynamic constraints [Text] / S. K. Singh, M. C. Leu // Int. J. Rob. Res. – 1991. – Vol. 10. – № 2. – P. 171–187.
29. Verbeck, P. W. Collision avoidance and path finding through constrained distance transformation in robot state space [Text] / P. W. Verbeck, L. Dorst, B. J. H. Verwer, F. C. A. Groen // Intelligent Autonomous Systems. An International Conference. Amsterdam, 8–11 Dec., 1986. – Amsterdam e. a., 1987. – P. 627–634.
30. Warren, C. Global path planning using artificial potential fields [Text] / C. Warren // Proc. IEEE Conf. Robotics Automat. – 1989. – P. 316–321.
31. Zeghloul, S. Multicriteria optimal placement of robots in constrained environments [Text] / S. Zeghloul, J. A. Pamanes-Garcia // Robotica. – 1993. – Vol. 11. – № 2 – P. 105–110.