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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.18.2015.tde-20052015-085004
Document
Author
Full name
João Roberto Soares Benevides
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2015
Supervisor
Committee
Grassi Junior, Valdir (President)
Adorno, Bruno Vilhena
Siqueira, Adriano Almeida Gonçalves
Title in Portuguese
Planejamento de rota para manipulador espacial planar de base livre flutuante utilizando o algoritmo RRT
Keywords in Portuguese
Manipulador de base livre flutuante
Manipulador dinamicamente equivalente
Planejamento de rotas
Robótica espacial
RRT
Abstract in Portuguese
Como tópico de fundamental importância na robótica, o planejamento de rotas tem encontrado excelentes resultados nos últimos anos através da utilização de algoritmos baseados no conceito de árvore de exploração rápida, RRT. No entanto, a aplicação desses métodos em sistemas robóticos espaciais revela um cenário ainda a ser explorado. O comportamento não-holonômico e a presença de singularidades dinâmicas são alguns fatores que dificultam a consideração de obstáculos no planejamento de rotas desses sistemas. Além disso, os trabalhos relacionados ao planejamento de movimento para manipuladores espaciais mostram-se concentrados na estratégia ponto-a-ponto, com interesse especial nos aspectos particulares da dinâmica desses sistemas. De modo geral, para manipuladores espaciais, o planejamento de trajetória envolvendo o desvio de obstáculos depende de uma rota previamente computada. Contudo, essa tarefa carece de formulações ou técnicas solidificadas, sobretudo para manipuladores espaciais de base livre flutuante. Com esta motivação, o trabalho proposto nesta dissertação de mestrado cria um planejador de rotas com suporte a desvio de obstáculos para um manipulador espacial planar de base livre flutuante. O modelo dinâmico utilizado é baseado no conceito de manipulador dinamicamente equivalente e incorporado a um algoritmo baseado no conceito de RRT.
Title in English
Path planning for a free-floating planar space manipulator using the RRT algorithm
Keywords in English
Dinamically equivalent manipulator
Free-floating manipulator
Path planning
RRT
Space robotics
Abstract in English
As major challenge in the field of robotics, path planning has experienced successful results in recent years by means of the RRT algorithm. However, the application of such algorithms in space manipulators reveals a scenario yet to be explored. The non-holonomic behavior, added to the presence of dynamic singularities are only a few factors that make collision-avoidance path planning of these systems such a hard task. Besides, works in the field of motion planning of space manipulators often concentrate in the strategy pointto- point, with particular interest in the complex dynamics of such systems. As a rule of thumb, collision-avoidance for space manipulators depends on a previous computed path. However, this task still lacks robust formulations, specially in the case of free-floating manipulators. With this motivation, the proposed work creates a collision-avoiding path planning for a free-floating planar manipulator. The dynamic model is based on the Dynamically Equivalent Manipulator and the concept of Rapidly-Exploring Random Trees serves as a frame for the developed algorithm.
 
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Joao.pdf (6.03 Mbytes)
Publishing Date
2015-05-25
 
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