Mobilný robot Khepera II - simulačný prístup



  Výrobca hardvérového prevedenia:
     K-Team Corporation (Švajčiarsko)

 

Reálny model - Khepera II

  • miniatúrny mobilný robot s diferenciálnym podvozkom, ktorý je zložený z dvoch nezávislé riadených kolieskach a jedného neriadeného kolieska pre stabilitu robota
  • modulárny a to ako na softvérovej tak i na hardverovej úrovni
  • knižnica aplikácii pre riadenie mobilného robota
  • podpora viacerých vývojových prostredí - C, Matlab, SysQuake LabVIEW, akékoľvek iné schopné komumikácie cez sériový port
  • vhodný pre štúdium a experimenty súvisiace s teóriou riadenia systémov, navigácie, multiagentových systemov a pod

Matematicko - fyzikálny model - Khepera II - Simulačný model

  • Simulačný model je inšpirovaný reálnym modelom Khepera II
  • Model mobilného robota je rozdelený na dva podsystémy a to podsystém kde je popísaný kinematický model a podsystém kde je poísaný dynamický model.
  • Kinematický model umožňuje určiť pozíciu x, y a natočenie θ mobilného robota a to pod podmienkou že je známy počiatočný stav robota a aktuálné rýchlosti vL, vR pre oba kolieska.
  • Dynamický model zahŕňa trecie sily FL, FR, ktoré pôsobia na kolieska a celkovú hmotnost robota m
  • Model je naprogramovaný v prostredí Matlab Simulink

Obr.1 Schéma mechanického prevedenia modelu

Systémový opis modelu

  • Riadiace vstupy

    • vstupné napätia UL, UR
  • Merané výstupy

    • pozícia robota x, y a jeho natočenie θ

Obr.2 Systémový opis modelu

Využitie modelu v pedagogickom procese

  • predmety

  • Simulačné systémy (2.ročník Bc. štúdia)
  • Riadenie a umelá inteligencia (1.ročník Ing. štúdia)
  • bakalárske práce

  • KLEIN, Tomáš: Modelovanie, simulácia a riadenie dvojkolesového mobilného robota
    (vedúci BP: doc. Ing. Anna Jadlovská, PhD., konzultant BP: Ing. Jakub Čerkala) - 2015
  • diplomové práce

  • FIC, Ján: Riadenie mobilného robota Khepera II s využitím metód umelej inteligencie:
    (vedúci a konzultant DP: doc. Ing. Anna Jadlovská, PhD.) - 2009
  • TOMČÁK, Matúš: Inteligentné modelovanie a riadenie mobilného robota
    (vedúci DP: doc. Ing. Anna Jadlovská, PhD., konzultant DP: Ing. Jakub Čerkala) - 2015

Využitie modelu v rámci výskumnej činnosti

  • riešené dizertačné práce

  • Čerkala, Jakub: Aplikácia metód umelej inteligencie v modelovaní a riadení robotických systémov (školiteľ: doc. Ing. Anna Jadlovská, PhD.) - 2013 (zatiaľ neobhájená)
  • ŠUSTER, Peter: Návrh efektívnych softvérových nástrojov pre riadenie a analýzu nelineárnych systémov
      (školiteľ: doc. Ing. Anna Jadlovská, PhD.) - 2012 (zatiaľ neobhájená)
  • publikácie

  • 2014
      ČERKALA, J., JADLOVSKÁ, A.: Mobile Robot Dynamic with Friction in Simulink / In: Technical Computing Bratislava 2014 : 22nd Annual Conference Proceedings : Bratislava - 2014 P. 1-10. - ISBN 978-80-7080-898-6.
  • 2011
      ŠUSTER, P. - JADLOVSKÁ, A.: Tracking Trajectory of the Mobile Robot Khepera II Using Approaches of Artificial Intelligence, Acta Electrotechnica et Informatica, No.1., Vol.11, 2011, Košice, pp. 38-43, Slovak Republic, ISSN 1335-8243, www.versita.com/aei  

      2010
        ŠUSTER, P., JADLOVSKÁ, A.: Neural tracking trajectory of the mobile robot Khepera II in internal model control structure / - 1 elektronický optický disk (CD-ROM). In: Process Control 2010 : 9th International Conference : June 7 - 10, 2010, Kouty nad Desnou, Czech Republic. - Brno : Tribun EU, 2010. - ISBN 978-80-7399-951-3. - P. C153a-1-C153a-13.
    144 

Profil

Infraštruktúra

Laboratóriá

Členovia

Predmety

Modely



Výskum

CERN

Galéria

Partneri


144