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【24h】

Minimum-Time Trajectory for Three-Wheeled Omnidirectional Mobile Robots Following a Bounded-Curvature Path With a Referenced Heading Profile

机译：带有参考航向轮廓的有边界曲率路径的三轮全向移动机器人的最小时间轨迹

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摘要

The minimum-time trajectory planning problem for three-wheeled omnidirectional mobile robots (TOMRs) is solved based on the combined dynamic model of a mobile robot and dc motor actuators, under the constraint of bounded control inputs due to the battery voltage. We constrain that the bounded-curvature path based on a smooth road (which is described as a clothoid) be given for the translational motion of the TOMR and that the reference profile with respect to the path-length parameter be predetermined for the heading motion of the TOMR. The dynamics of the TOMR is transformed into normal and tangent spaces for motion analysis on the bounded-curvature path. We find out the time-optimality condition of the TOMR, which imposes that the input voltage vector of three motors should have at least one extreme component. Based on the optimality condition, we present a systematic way to construct the optimal control input vector. Finally, several examples are analyzed by the use of the proposed method.
机译：基于移动机器人和直流电动机执行器的组合动力学模型，在受限于电池电压的控制输入约束下，解决了三轮全向移动机器人（TOMR）的最小时间轨迹规划问题。我们限制了要为TOMR的平移运动提供基于平滑道路（称为回旋曲线）的有界曲率路径，并且对于路径方向参数的参考轮廓要为TMR的航向运动预先确定TOMR。将TOMR的动力学转换为法向和切线空间，以便在有边界曲率的路径上进行运动分析。我们发现了TOMR的时间最优条件，这意味着三台电动机的输入电压矢量应至少具有一个极端分量。基于最优条件，我们提出了一种构建最优控制输入向量的系统方法。最后，通过所提出的方法分析了几个例子。

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  • 来源
    《Robotics, IEEE Transactions on》 |2011年第4期|p.800-808|共9页
  • 作者

    Kim K. B.; Kim B. K.;

  • 作者单位

    Department of Electrical Engineering , Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon, Korea;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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