Evitación de obstáculos en manipuladores móviles no holonómicos con priorización adaptativa
Autores: Neri, Federico; Palmieri, Giacomo; Callegari, Massimo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estrategia de evitación de obstáculos
Manipuladores móviles
Entorno dinámico
Matriz pseudo-inversa ponderada
Espacio nulo
Efector final estacionario
Estándares actuales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta una estrategia de evitación de obstáculos para manipuladores móviles que consiste en un brazo robótico y una base con un sistema de ruedas diferenciales no holonómicas. El algoritmo permite evitar obstáculos en un entorno dinámico, sin planificar la trayectoria a priori. Se proponen una serie de ejemplos en simulación utilizando Matlab y se analizan para mostrar cómo funciona el algoritmo si el obstáculo interfiere con el manipulador o la base. Además, se introduce la posibilidad de priorizar el movimiento de ciertas partes del sistema utilizando la matriz pseudo-inversa ponderada. De esta manera, es posible dar prioridad de movimiento a la base si es necesario mover el robot a largas distancias mientras se mantiene el manipulador lo más quieto posible. También se explora el uso del espacio nulo para mantener el efector final estacionario mientras evita obstáculos, aprovechando la redundancia del sistema y permitiendo que el resto de la cadena cinemática y la base móvil se muevan en consecuencia. Finalmente, se analizan los estándares actuales y se muestra una solución que permite al robot variar su comportamiento para evitar obstáculos dependiendo de la distancia al punto objetivo.
Descripción
Este documento presenta una estrategia de evitación de obstáculos para manipuladores móviles que consiste en un brazo robótico y una base con un sistema de ruedas diferenciales no holonómicas. El algoritmo permite evitar obstáculos en un entorno dinámico, sin planificar la trayectoria a priori. Se proponen una serie de ejemplos en simulación utilizando Matlab y se analizan para mostrar cómo funciona el algoritmo si el obstáculo interfiere con el manipulador o la base. Además, se introduce la posibilidad de priorizar el movimiento de ciertas partes del sistema utilizando la matriz pseudo-inversa ponderada. De esta manera, es posible dar prioridad de movimiento a la base si es necesario mover el robot a largas distancias mientras se mantiene el manipulador lo más quieto posible. También se explora el uso del espacio nulo para mantener el efector final estacionario mientras evita obstáculos, aprovechando la redundancia del sistema y permitiendo que el resto de la cadena cinemática y la base móvil se muevan en consecuencia. Finalmente, se analizan los estándares actuales y se muestra una solución que permite al robot variar su comportamiento para evitar obstáculos dependiendo de la distancia al punto objetivo.