Analiza i usporedba metoda planiranja bestrzajnih trajektorija

magistarski rad

• Naslov (engleski): Analysis and comparison of jerk-free trajectory planning methods
• Autor: Branislav Konjević
• Mentor: Zdenko Kovačić (mentor)
• Član povjerenstva: Stjepan Bogdan (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Zdenko Kovačić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mario Essert (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet elektrotehnike i računarstva; (Zavod za automatiku i računalno inženjerstvo); Zagreb
• Datum i država obrane: 2011-10-24, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Računarstvo
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 004 - Računalna znanost i tehnologija. Računalstvo. Obrada podataka

Sažetak

U radu su dani opis i usporedba metoda za planiranje trajektorije koje imaju svojstvo neprekinutosti brzine, ubrzanja i trzaja uz istovremeno ograničene brzine i ubrzanja. Metode imaju zadane krajnje uvjete brzina i ubrzanja različite od nule, a moraju prolaziti kroz određeni skup spojnih točaka. Prva od metoda je modifikacija Ho-Cook algoritma polinomima četvrtog i petog stupnja, zbog čega je nazvana modificirana Ho-Cook 445 metoda. Druga metoda se zasniva na Yakimenkovom algoritmu, pa se ta metoda naziva modificirana Yakimenkova metoda. Iako ove metode koriste slične polazne pretpostavke, one su sasvim različite jer Yakimenkov algoritam vrši razdvajanje trajektorije i brzine, te je moguće koristiti bilo koju monotono rastuću vremenski ovisnu funkciju kao nezavisnu varijablu. Uz te je dvije osnovne metode razvijena i korištena za usporedbu još jedna metoda. Ta metoda liči na Ho-Cook 445 metodu, jer koristi slične pretpostavke i izvršava se u vremenskoj domeni. Ipak, ova metoda koristi polinome višeg stupnja i nalik na Yakimenkovu jer koristi odstupanja brzine i ubrzanja. Ta je metoda nazvana Ho-Cook 555 ili smak-metoda. Slijedi opis metode koja trajektoriju dobiva spajanjem ravnih i zakrivljenih dijelova. Njoj nedostaju neke od ključnih osobina potrebnih za usporedbu sa ostalim metodama. Zatim slijede rezultati usporedbe metoda kodom pisanim za programski paket Matlab na primjeru troosnog planarnog robota. Rezultati usporedbe dani su grafički uz odgovarajući komentar prikaza. U zaključku dan kratki opis rada i preporučena područja upotrebe pojedinih metoda, a dane su i smjernice budućeg rada, uključujući smjernice za moguću optimizaciju.

Sažetak (engleski)

In this thesis are described and compared the methods for planning trajectories, which have property of a velocity, acceleration and jerk continuity, while they respect the velocity and acceleration constraint. Methods have known starting and ending values of the velocity and acceleration. Trajectories must pass through a given set of waypoints along a path. First method is based on a Ho-Cook algorithm with use of fourth and fifth order polynomials. For this reason, this method is called the Ho-Cook 445 method. Second, one is based on a Yakimenko algorithm so it is called Yakimenko method. Although methods have a similar basic idea, this method is quite different due the nature of the Yakimenko algorithm of separating trajectory and velocity, so a time is not only one possible argument, but also instead any monotonic function can be used. Except these basic methods, one more method was created and used for comparison. This method uses similar principles as the Ho-Cook 445 method, but has different order of used polynomials and like the Yakimenko method uses velocity and acceleration deviations. This method is named Ho-Cook 555 method, or snap method. At the end, there is one method described, but because it lacks some of key comparison properties, it cannot be used for this purpose. At last, methods are compared on a three joint planar robot model, with aid of software developed for Matlab environment. Results are given graphically and every simulation is commented. Some ideas for a future work and improvement are given in a conclusion, including some ideas of a possible optimization.

• Ključne riječi: Yakimenko; Ho-Cook 445; Ho-Cook 555; planiranje trajektorije; kontinuitet trzaja; robotika
• Ključne riječi (engleski): Yakimenko; Ho-Cook 445; Ho-Cook 555; jerk free trajectory planning; jerk continuity; robotics
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:990751
• Projekt: Šifra: 036-0363078-3017; Naziv: Integrirano upravljanje robotskim sustavima u složenim okruženjima; Voditelj: Zdenko Kovačić; Pravna nadležnost: Hrvatska; Financijer: MZOS; Linija financiranja: ZP
• Studijski program: Naziv: Računarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski znanstveni (magistarski); Akademski / stručni naziv: magistar inženjer računarstva (mag. ing. comp.)
• URL zapisa u katalogu: http://lib.fer.hr/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=36777
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: 75 str ; 30 cm
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2020-08-25 07:49:25