Modelos De Ângulos Críticos E Singularidades De Giro Na Implementação Real De Preditores Neurais: Robô Móvel Truck-Trailer-Trailer

Edson de Paula Ferreira, Victor Marques Miranda, Carolina Duarte Villela
2016 Anais do 10. Congresso Brasileiro de Inteligência Computacional   unpublished
This article comprises a practical and original application of full neural predictors with fixed prediction horizon in backward movements of a truck-trailer-trailer prototype of a multi-articulated mobile robot, in the configuration space. We use a new proposal based on static multilayer feedforward networks. This kind of predictor is useful for assisted operations or can be used as cores in simulators to analyze navigation strategies and for controller's synthesis and validation. The
more » ... and the presented tools are general. The training data set is composed by real data acquired from measurements of the prototype and by data generated from singular conditions models. The article uses original models for the singularities and for the critical angles. These models were deduced from general movement equations of a MAMR with on-axle or off-axle hitching and with front and rear traction on the truck. The use of models for singularities is necessary because the singular conditions are situations of unstable equilibrium, which makes impossible to obtain enough data from open loop real systems. The model for critical angles is used to define the range for data acquisition before the jackknife. The characteristics of the prototype and of the acquisition and processing data system are presented. It is shown the results of the procedures applied to the collected data and to a certain structure of predictor with different prediction horizons, helping its training and validation processes. The results demonstrate the good performance of the systematic and tools. A navegação robótica é um tema que tem motivado vários trabalhos acadêmicos [2], [4] . Dentre os diferentes tipos de robôs móveis, os multiarticulados constituem o foco deste artigo. Um robô móvel multiarticulado (RMMA) é caracterizado por sua cadeia mecânica articulada. A arquitetura mais geral de um RMMA é constituída pelo primeiro elemento motorizado (trucktractor), cuja direção é controlada pelas rodas dianteiras e a tração, pelas rodas dianteiras ou traseiras, acoplado a elementos passivos articulados (trailers), sem motorização ou controle local, com ligação (hitching) on-axle ou off-axle. Esse tipo de robô possui semelhanças, sobretudo em sua cadeia cinemática, com os veículos multiarticulados amplamente empregados no transporte de cargas em rodovias, portos, aeroportos e pátios de armazenamento. Na representação da cadeia cinemática de um RMMA, as variáveis de configuração correspondem aos ângulos, θ i , entre os sucessivos trailers da composição e a direção das rodas dianteiras é caracterizada pelo ângulo γ. A quantidade n dessas variáveis é usada para definir o grau de liberdade L do sistema (L = n+1, mantida a velocidade constante). A Figura 1 mostra a cadeia do protótipo de RMMA, utilizado no presente trabalho, com 3 graus de liberdade e seus parâmetros geométricos (A i , B i ), evidenciando o ângulo de controle (γ) e o vetor de configuração (θ 1 ,θ 2 ). Figura 1 -Cadeia cinemática do protótipo de RMMA. Na abordagem do problema em questão, a complexidade maior do controle de manobras e navegação de RMMA's está ligada aos movimentos em marcha à ré. Nesta situação o sistema comporta-se como um pêndulo invertido múltiplo 10th Brazilian Congress on Computational Intelligence (CBIC'2011), November 8 to 11, 2011
doi:10.21528/cbic2011-22.1 fatcat:zctk3whwpnfwhdpmdodgb4alw4