Моделирование алгоритма предотвращения столкновений в робототехнических коллаборативных системах
М. А. Шереужев, Д. И. Арабаджиев, И. В. Семянников
Загрузить полный текст
Аннотация: В современной коллаборативной и промышленной робототехнике вопрос безопасности взаимодействия человека и робота является одним из основополагающих. Ввиду больших моментов сил и высоких скоростных режимов работы столкновение манипулятора и оператора часто приводит к ранению человека. Цель работы – разработка и тестирование алгоритма предотвращения столкновений для роботов в динамичной среде. Моделирование производилось в симуляторе Webots с использованием метода виртуальных сил. Алгоритм показал высокую эффективность и надежность, поддерживая безопасное расстояние между роботом и человеком. Разработанная система предотвращения столкновений подходит для применения в промышленных условиях.
Ключевые слова: предотвращение столкновений, безопасность, коллаборативный робот, Webot
Для цитирования. Шереужев М. А., Арабаджиев Д. И., Семянников И. В. Моделирование алгоритма предотвращения столкновений в робототехнических коллаборативных системах // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2024. Т. 26. № 6. С. 67–81. DOI: 10.35330/1991-6639-2024-26-6-67-81
Список литературы
- Haddadin S., Croft E. Physical human-robot interaction. Handbook of Robotics. Springer. Pp. 1835–1874. DOI: 10.1007/978-3-319-32552-1_69
- Villani V., Pini F., Leali F., Secchi C. Survey on human-robot collaboration in industrial settings: Safety, intuitive interfaces and applications. Mechatronics. 2018. Vol. 55. Pp. 248–266. DOI: 10.1016/j.mechatronics.2018.02.009
- Khatib O. Real-time obstacle avoidance for manipulators and mobile robots. The International Journal of Robotics Research. 1986. Vol. 5(1). Pp. 90–98. DOI: 10.1109/ROBOT.1985.1087247
- Siciliano B., Sciavicco L., Villani L., Oriolo G. Force control. Springer: London. 2009. Pp. 363–405.
- Rohmer E., Singh S.P.N., Freese M. V-REP: A versatile and scalable robot simulation framework. 2013 IEEE/RSJ international conference on intelligent robots and systems. 2013. Pp. 1321–1326. DOI: 10.1109/IROS.2013.6696520
- Reinstein M., Hoffmann M. Dead reckoning in a dynamic quadruped robot based on multimodal proprioceptive sensory information. IEEE Transactions on Robotics. 2012. Vol. 29(2). Pp. 563–571. DOI: 10.1109/TRO.2012.2228309
- Michel O., Rohrer B. Webots: professional mobile robot simulation. International Journal of Advanced Robotic Systems. 2009. Vol. 5(3). Pp. 39–42. DOI: 10.5772/5618
- Dellaert F., Fox D., Burgard W., Thrun S. Monte Carlo localization for mobile robots. Proceedings 1999 IEEE international conference on robotics and automation. 1999. Pp. 1322–1328.
- Jiang Y., Yang C., Ju Z., Liu J. Obstacle avoidance of a redundant robot using virtual force field and null space projection. Intelligent Robotics and Applications: XII International Conference, ICIRA. Springer. 2019. Pp. 728–739. DOI: 10.1007/978-3-030-27526-6_64
- Kim C.Y., Kim Y.H., Ra W.S. Modified 1D virtual force field approach to moving obstacle avoidance for autonomous ground vehicles. Journal of Electrical Engineering & Technology. 2019. Vol. 14. Pp. 1367–1374. DOI: 10.1007/s42835-019-00127-8
- Xu Q., Zhang T., Zhou K. et al. Active collision Aaoidance for robotic Aam based on artificial potential field and deep reinforcement learning. Applied Sciences. 2024. Vol. 14(11). P. 4936. DOI: 10.3390/app14114936
Информация об авторе
Шереужев Мадин Артурович, кан. тех. наук, мл. науч. сотр. Центра когнитивных технологий
и машинного зрения, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»;
127055, Россия, Москва, Вадковский пер., 1;
старший преподаватель кафедры СМ7 «Робототехнические системы и мехатроника», Московский
государственный технический университет им. Н. Э. Баумана;
105005, Россия, Москва, 2-я Бауманская улица, 5, корп. 1;
shereuzhev@bmstu.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2352-992Х, SPIN-код: 1734-9056;
Арабаджиев Денис Игоревич, инженер Центра когнитивных технологий и машинного зрения,
Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»;
127055, Россия, Москва, Вадковский пер., 1;
аспирант кафедры СМ7 «Робототехнические системы и мехатроника», Московский
государственный технический университет им. Н. Э. Баумана;
105005, Россия, Москва, 2-я Бауманская улица, 5, корп. 1;
denisarabadzhiev13@gmail.com, SPIN-код: 7438-1760
Семянников Иван Владимирович, инженер студенческого бюро робототехники, Московский
государственный технологический университет «СТАНКИН»;
127055, Россия, Москва, Вадковский пер., 1;
магистрант кафедры СМ7 «Робототехнические системы и мехатроника», Московский
государственный технический университет им. Н. Э. Баумана;
105005, Россия, Москва, 2-я Бауманская улица, 5, корп. 1;
semyannikoviv@student.bmstu.ru