Your browser does not support JavaScript!

Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Τρέχουσα Εγγραφή: 1 από 818

Πίσω στα Αποτελέσματα Προηγούμενη σελίδα
Επόμενη σελίδα
Προσθήκη στο καλάθι
[Προσθήκη στο καλάθι]
Κωδικός Πόρου 000460369
Τίτλος Adaptive control of body posture and movement in quadruped robots
Άλλος τίτλος Προσαρμοστικός έλεγχος πόζας σώματος και κίνησης τετράποδων ρομπότ
Συγγραφέας Αργυροπούλου, Δέσποινα Αικατερίνη Ε.
Σύμβουλος διατριβής Τραχανιάς, Παναγιώτης
Μέλος κριτικής επιτροπής Παπαγεωργίου, Δημήτριος
Αργυρός, Αντώνιος
Περίληψη Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα των τετράποδων ρομποτικών συστημάτων είναι η δυνατότητά τους να πλοηγούνται σε πολύπλοκα και μη δομημένα περιβάλλοντα, όπως εξωτερικοί χώροι, αποχετευτικά δίκτυα και εργοτάξια, τα οποία συχνά περιλαμβάνουν εδάφη που είναι δύσκολα στην προσπέλαση. Αυτή η ικανότητα τους οδηγεί στη χρήση των τετράποδων ρομπότ σε εφαρμογές που χαρακτηρίζονται επικίνδυνες για τον άνθρωπο, συμπεριλαμβανομένων αποστολών έρευνας και διάσωσης και εργασιών ελέγχου και συντήρησης σε εγκαταστάσεις κρίσιμης υποδομής. Εκτός από τις δομικές περιπλοκές αυτών των περιβάλλοντων, ενίοτε παρουσιάζουν και δυναμικές προκλήσεις, με τη μεταβλητή τριβή του εδάφους να αποτελεί ένα σημαντικό θέμα. Τα ρομπότ με πόδια συχνά αντιμετωπίζουν το πρόβλημα ολισθηρών εδαφών, που μπορεί να οφείλεται σε συνθήκες όπως λάσπη, υγρές επιφάνειες, λάδι ή πάγο. Η ολίσθηση ενός ποδιού σε σχέση με την επιφάνεια στήριξης μπορεί να επιφέρει δυναμικές που αφενός είναι απρόβλεπτες και αφετέρου δεν μπορούν να μοντελοποιηθούν. Τα παραπάνω μπορεί να οδηγήσουν στη μη ακριβή παρακολούθηση της τροχιάς κίνησης από το ρομποτικό σύστημα ή ακόμα και στην απώλεια ελέγχου του σε περίπτωση που χαθεί η επαφή κάποιων ποδιών του ρομπότ με την επιφάνεια στήριξης. Σε τέτοιες συνθήκες, η διατήρηση της ευστάθειας και του ελέγχου του ρομπότ αποκτά πρωταρχική σημασία. Επιπρόσθετα, η εξασφάλιση της ακριβούς παρακολούθησης της ζητούμενης τροχιάς κίνησης παίζει σημαντικό ρόλο όχι μόνο στην επίτευξη επιδέξιων ελιγμών και χειρισμών αλλά και στην ασφάλεια του ίδιου του συστήματος. Κατά συνέπεια, με την βελτίωση των σχετικών μεθόδων που αποσκοπούν στην πιστή παρακολούθηση τροχιάς, το ρομποτικά συστήματα εξελίσουν τις δυνατότητες τους ως προς εργασίες που αφορούν δύσκολα περιβάλλοντα. Συγκεκριμένα, αναπτύσουν δυνατότητες που αφορούν την προσαρμογή τους σε δυναμικές αλλαγές του περιβάλλοντος, εξαλείφοντας απρόβλεπτες διαταραχές, ενώ την ίδια στιγμή ελαχιστοποιούνται περιπτώσεις έλειψης ελέγχου και αποφεύγονται ακόμα πιθανές πτώσεις του συστήματος. Διασφαλίζεται έτσι η ευστάθεια και η αξιοπιστία των ρομποτικών συστημάτων σε περιπτώσεις όπου υπάρχει μεγάλη αβεβαιότητα στο περιβάλλον. Οι προκλήσεις που παρουσιάστηκαν παραπάνω σχετικά με την επίτευξη επιδέξιων ρομποτικών κινήσεων και βάδισης σε ανώμαλα και ολισθηρά εδάφη λειτούργησαν ως το έναυσμα της έρευνας στην παρούσα εργασία. Το σημαντικότερο αποτέλεσμα αυτής είναι ένας προσαρμοστικός ελεγκτής ‘Πόζας Σώματος και Κίνησης’ (BPMC ). Ο τελευταίος αποτελείται από δύο κύρια μέρη: έναν προσαρμοστικό ελεγκτή παρακολούθησης τροχιάς, που αναφέρεται ως ‘Πόζα Σώματος’, και έναν προσαρμοστικό ελεγκτή προσέγγισης στόχου, που αναφέρεται ως ‘Κίνηση Σώματος’ και αφορά την βάδιση του ρομποτικού συστήματος. Ο πρώτος, δηλαδή ο ελεγκτής ‘Πόζας Σώματος’, περιλαμβάνει έναν προσαρμοστικό ελεγκτή παρακολούθησης τροχιάς που αποτελείται από δύο επίπεδα προσαρμογής, με στόχο τη διατήρηση της ευστάθειας και του ελέγχου κατά τη διάρκεια που ένα, παραπάνω ή και όλα τα πόδια του ρομποτικού συστήματος γλιστρήσουν. Ο κύριος στόχος του προτεινόμενου ελεγκτή είναι να προσδώσει συμπεριφορά αντίδρασης στο τετράποδο ρομπότ όταν αντιμετωπίζει ασταθείς επαφές κατά την εκτέλεση της παρακολούθησης τροχιάς, χωρίς να θυσιάσει τις χωρικές ιδιότητες της ζητούμενης εργασίας. Ο ελεγκτής Κίνησης Σώματος, που αποτελεί έναν ελεγκτή προσέγγισης στόχου, εισάγει την βάδιση του τετράποδου ρομπότ ενώ την ίδια χρονική στιγμή έχει την δυνατότητα να εκτελέσει επιδέξιους ελιγμούς, ειδικά σε απαιτητικά εδάφη που χαρακτηρίζονται από ολισθηρότητα και δυναμικά εμπόδια. Το βασικό επίπεδο του ελεγκτή Κίνησης Σώματος αφορά την κατανομή της απαιτούμενης δύναμης σε όλα τα πόδια τα οποία στηρίζουν το ρομπότ κατά τη διάρκεια της βάδισής του, δηλαδή όλα τα πόδια εκτός του ποδιού που βρίσκεται σε κίνηση τροχιάς (αιωρούμενο πόδι). Αυτό επιτυγχάνεται με την ανάθεση εξαιρετικά υψηλών τιμών βάρους σε ένα συγκεκριμένο πόδι, που στην συγκεκριμένη σχεδίαση αφορά το αιωρούμενο πόδι. Με αυτόν τον τρόπο, επιτυγχάνεται η εκτέλεση της εργασίας από το πόδι που κινείται, ενώ ταυτόχρονα το ρομπότ διατηρεί τη ευστάθεια του κατά τη διάρκεια της κίνησης. Επιπλέον, ο ελεγκτής Κίνησης Σώματος προσφέρει ένα επιπρόσθετο επίπεδο που μπορεί να ενεργοποιηθεί κατόπιν επιλογής του χρήστη, λαμβάνοντας υπόψη την πιθανότητα ανίχνευσης γλιστρίματος μεταξύ κάποιου ποδιού και του εδάφους. Αυτό το επιπρόσθετο επίπεδο βασίζεται στην προσέγγιση που χρησιμοποιείται στο πρώτο επίπεδο του ελεγκτή Στάσης Σώματος. Προσαρμόζει ανάλογα την κατανομή της δύναμης μεταξύ όλων των ποδιών με βάση την πιθανότητα ολίσθησης κάθε ποδιού. Αυτή η πολυδιάστατη προσέγγιση δεν εισάγει μόνο καινοτόμες έννοιες για ευέλικτες κινήσεις, αλλά εξασφαλίζει επίσης την ευστάθεια των δυναμικών κινήσεων του ρομπότ. Αποτελεί έτσι ένα κρίσιμο βήμα για την προώθηση της προσαρμοστικότητας και της ανθεκτικότητας του συνολικού συστήματος. Οι προτεινόμενες μέθοδοι αποτελούν καινοτόμες, χαμηλού υπολογιστικού κόστους αναλυτικές λύσεις που δεν βασίζονται σε προηγούμενη γνώση σχετικά με τις ιδιότητες τριβής της επιφάνειας στήριξης ούτε απαιτούν εκτίμηση αυτών. Αυτό επιτυγχάνεται λαμβάνοντας υπόψη την πιθανότητα ολίσθησης, όπως αυτή εξάγεται από προηγούμενη εργασία μας σχετικά με την εκτίμηση κατάστασης επαφής, προκειμένου να αποφευχθούν μη ελεγχόμενες καταστάσεις σε ολισθηρά εδάφη. Η παρούσα εργασία υποστηρίζεται από ιδιαίτερα ενθαρρυντικά πειραματικά αποτελέσματα. Τα τελευταία προέρχονται τόσο από προσομοιώσεις όσο και από πειράματα σε πραγματικά ρομποτικά συστήματα και αναδεικνύουν την αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης προσέγγισης. Πιο συγκεκριμένα, η αξιοπιστία της μεθόδου δοκιμάζεται και κατά την εκτέλεση παρακολούθησης τροχιάς καθώς και κατά την διάρκεια βάδισης σε δύσκολα εδάφη. Σε όλες τις πειραματικές δοκιμασίες παρατηρούμε ότι οι ελεγκτές προσαρμόζονται μειώνοντας σημαντικά την ολίσθηση των ποδιών, ενώ διατηρείται η ευστάθεια και ο έλεγχος του τετράποδου ρομπότ ακόμα και σε απαιτητικές συνθήκες. Τα παραπάνω αποτελέσματα αποτελούν σημαντικά ορόσημα στην ενίσχυση των δυνατοτήτων των τετράποδων ρομπότ για ποικίλα πραγματικά σενάρια.
Φυσική περιγραφή viii, 75 σ. : σχεδ., πιν., εικ. (μερ. εγχρ.) ; 30 εκ.
Γλώσσα Αγγλικά
Θέμα Locomotion
Slip detection and recovery
Trajectory tracking
Αναγνώριση και προσαρμογή
Βάδιση
Παρακολούθηση τροχιάς
Τετράποδα ρομπότ
Ημερομηνία έκδοσης 2023-12-01
Συλλογή   Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
  Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
Μόνιμη Σύνδεση https://elocus.lib.uoc.gr//dlib/1/0/b/metadata-dlib-1699954808-379533-15292.tkl Bookmark and Share
Εμφανίσεις 957

Ψηφιακά τεκμήρια
No preview available

Δεν έχετε δικαιώματα για να δείτε το έγγραφο.
Δεν θα είναι διαθέσιμο έως: 2024-06-01