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Velocity and Acceleration Cones for Kinematic and Dynamic Constraints on Omni-Directional Mobile Robots / Jianhua, Wu in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 788-799 p. Titre : Velocity and Acceleration Cones for Kinematic and Dynamic Constraints on Omni-Directional Mobile Robots Titre original : Cônes de Vitesse et d'Accélération pour des Contraintes Cinématiques et Dynamiques sur les Robots Mobiles Omnidirectionnels Type de document : texte imprimé Auteurs : Jianhua, Wu, Auteur ; Williams II, Robert L., Auteur ; Lew, Jae Article en page(s) : 788-799 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrainte  cinématique  Contrainte  dynamique  Déclancheur  Planification  Robot  omnidimentionnelle  Planificateur  Modèle  non-linéaire  Contrôleur  dynamique Index. décimale : 629.8 Résumé : We consider the problems of kinematic and dynamic constraints, with actuator saturation and wheel slippage avoidance, for motion planning of a holonomic three-wheeled omni-directional robot. That is, the motion planner must not demand more velocity and acceleration at each time instant than the robot can provide. A new coupled non-linear dynamics model is derived. The novel concepts of Velocity and Acceleration Cones are proposed for determining the kinematic and dynamic constraints. The Velocity Cone is based on kinematics; we propose two Acceleration Cones, one for avoiding actuator saturation and the other for avoiding wheel slippage. The wheel slippage Acceleration Cone was found to dominate. In practical motion, all commanded velocities and accelerations from the motion planner must lie within these cones for successful motion. Case studies, simulations, and experimental validations are presented for our dynamic model and controller, plus the Velocity and Acceleration Cones. Nous considérons les problèmes des contraintes cinématiques et dynamiques, avec la saturation de déclencheur et l'action d'éviter de patinage de roue, pour la planification de mouvement d'un robot omnidirectionnel trois-roulé holonomic. C'est-à-dire, le planificateur de mouvement ne doit pas exiger plus de vitesse et d'accélération à chaque fois que l'instant que le robot peut fournir. Un nouveau modèle non linéaire couplé de dynamique est dérivé. On propose les concepts de roman des cônes de vitesse et d'accélération pour déterminer les contraintes cinématiques et dynamiques. Le cône de vitesse est basé sur la cinématique ; nous proposons deux cônes d'accélération, un pour éviter la saturation de déclencheur et l'autre pour éviter le patinage de roue. Le cône d'accélération de patinage de roue s'est avéré pour dominer. Dans le mouvement pratique, toutes les vitesses et accélérations commandées du planificateur de mouvement doivent se trouver en dessous de ces cônes pour le mouvement réussi. Des études de cas, les simulations, et les validations expérimentales sont présentées pour notre modèle et contrôleur dynamiques, plus les cônes de vitesse et d'accélération. En ligne : williar4@ohio.edu [article] Velocity and Acceleration Cones for Kinematic and Dynamic Constraints on Omni-Directional Mobile Robots = Cônes de Vitesse et d'Accélération pour des Contraintes Cinématiques et Dynamiques sur les Robots Mobiles Omnidirectionnels [texte imprimé] / Jianhua, Wu, Auteur ; Williams II, Robert L., Auteur ; Lew, Jae . - 788-799 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 788-799 p. Mots-clés : Contrainte  cinématique  Contrainte  dynamique  Déclancheur  Planification  Robot  omnidimentionnelle  Planificateur  Modèle  non-linéaire  Contrôleur  dynamique Index. décimale : 629.8 Résumé : We consider the problems of kinematic and dynamic constraints, with actuator saturation and wheel slippage avoidance, for motion planning of a holonomic three-wheeled omni-directional robot. That is, the motion planner must not demand more velocity and acceleration at each time instant than the robot can provide. A new coupled non-linear dynamics model is derived. The novel concepts of Velocity and Acceleration Cones are proposed for determining the kinematic and dynamic constraints. The Velocity Cone is based on kinematics; we propose two Acceleration Cones, one for avoiding actuator saturation and the other for avoiding wheel slippage. The wheel slippage Acceleration Cone was found to dominate. In practical motion, all commanded velocities and accelerations from the motion planner must lie within these cones for successful motion. Case studies, simulations, and experimental validations are presented for our dynamic model and controller, plus the Velocity and Acceleration Cones. Nous considérons les problèmes des contraintes cinématiques et dynamiques, avec la saturation de déclencheur et l'action d'éviter de patinage de roue, pour la planification de mouvement d'un robot omnidirectionnel trois-roulé holonomic. C'est-à-dire, le planificateur de mouvement ne doit pas exiger plus de vitesse et d'accélération à chaque fois que l'instant que le robot peut fournir. Un nouveau modèle non linéaire couplé de dynamique est dérivé. On propose les concepts de roman des cônes de vitesse et d'accélération pour déterminer les contraintes cinématiques et dynamiques. Le cône de vitesse est basé sur la cinématique ; nous proposons deux cônes d'accélération, un pour éviter la saturation de déclencheur et l'autre pour éviter le patinage de roue. Le cône d'accélération de patinage de roue s'est avéré pour dominer. Dans le mouvement pratique, toutes les vitesses et accélérations commandées du planificateur de mouvement doivent se trouver en dessous de ces cônes pour le mouvement réussi. Des études de cas, les simulations, et les validations expérimentales sont présentées pour notre modèle et contrôleur dynamiques, plus les cônes de vitesse et d'accélération. En ligne : williar4@ohio.edu