Dergiler / Journal of Science, Technology and Engineering Research / 2021 / Cilt: 2 - Sayı: 2

Endüstriyel Robot Hareket Planlama Algoritmaları Performans Karşılaştırması

Industrial Robot Motion Planning Algorithms Performance Benchmarking

Sayfa
31–45
Yayın Tarihi
2021-12-21
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Testler 3 farklı senaryo (Hızlı test, Resetli Tam Test ve Resetsiz Tam Test) için yapılmış ve SRVT’ye aktarılmış mevcut ROKOS sistemi için doğrulama faaliyetleri zaman ve maliyet açısından iyileştirilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Robotik çalışmalarında, endüstriyel robot sistemleri için hareket ve yörünge planlama, aktif olarak çalışılan konuların başında gelmektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Otonom sistemlerin doğrulanması ve onaylanması (V&V) için çalışmalar yürütülen VALU3S projesi kapsamında Kullanım Senaryosu olarak "Araç Şase Kalite Kontrolü için Otonom Robot Denetleme Hücresi (ROKOS)" tanımlanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Testler 3 farklı senaryo (Hızlı test, Resetli Tam Test ve Resetsiz Tam Test) için yapılmış ve SRVT’ye aktarılmış mevcut ROKOS sistemi için doğrulama faaliyetleri zaman ve maliyet açısından iyileştirilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Robotik · Doğrulama&Onaylama · Yörünge Planlama Algoritmaları

Özet

Robotik çalışmalarında, endüstriyel robot sistemleri için hareket ve yörünge planlama, aktif olarak çalışılan konuların başında gelmektedir. Otonom sistemlerin doğrulanması ve onaylanması (V&V) için çalışmalar yürütülen VALU3S projesi kapsamında Kullanım Senaryosu olarak "Araç Şase Kalite Kontrolü için Otonom Robot Denetleme Hücresi (ROKOS)" tanımlanmıştır. Bu çalışmada da, tanımlanmış kullanım senaryosunun doğrulanması ve onaylanması amacıyla gerçek ortamda geliştirilmiş ROKOS sistemi, GAZEBO simülasyon ortamına aktarılarak SRVT (Simulasyon Tabanlı Robot Doğrulama Test Sistemi) ortaya çıkarılmış ve bu sistem üzerinde ise proje kapsamında oluşturulan değerlendirme senaryolarının simülasyon tabanlı testleri yapılmıştır. Bu çalışmada, değerlendirme senaryolarından “Emniyetli Yörünge Optimizasyon” kapsamında, simülasyon ortamına aktarılmış olan otobüs şasesinin kalite kontrolü için ROKOS sistemine ait robot kollarının belirlenen değerlendirme kriterine göre emniyetli bir şekilde hareket edecekleri yörüngelerin oluşturularak geliştirilen yazılımların doğrulama ve onaylama işlemlerinin yapılması hedeflenmiştir. Bu kapsamda, ROS MoveIt aracına ait OMPL ve EST yörünge planlama algoritmaları üzerinde çalışılmış, bu algoritmaların artı ve eksi yönleri belirlenmiştir. Bu algoritmaların simülasyon ortamında doğrulanmaları için kullanım senaryosu üzerinde detaylı testler yapılmış ve sonuçları analiz edilmiştir. Testler 3 farklı senaryo (Hızlı test, Resetli Tam Test ve Resetsiz Tam Test) için yapılmış ve SRVT’ye aktarılmış mevcut ROKOS sistemi için doğrulama faaliyetleri zaman ve maliyet açısından iyileştirilmiştir.

Abstract

In robotics studies, motion and trajectory planning for industrial robot systems is one of the most actively studied topics. "Automated Robot Inspection Cell for Quality Control of Automotive Body-in-White (ROKOS)" has been defined as the Usage Scenario within the scope of the VALU3S project, where studies are carried out for the verification and validation (V&V) of autonomous systems. In this study, ROKOS system, developed in the real environment, was transferred to the GAZEBO simulation environment for the verification and validation of the defined usage scenario, and SRVT system (Simulation Based Robot Verification Testing Tool) was revealed and simulation-based tests of the evaluation scenarios created within the scope of the project were carried out on this system. In this study, within the scope of "Safety Trajectory Optimization", which is one of the evaluation scenarios, it is aimed to verify and validate the software developed by creating trajectories in which the robot arms of the ROKOS system will move safely according to the determined evaluation criteria for the quality control of the bus chassis transferred to the simulation environment. In this context, the OMPL and EST trajectory planning algorithms of the ROS MoveIt tool were studied, and the pros and cons of these algorithms were determined. In order to verify these algorithms in the simulation environment, detailed tests were carried out on the usage scenario and the results were analyzed. Tests were conducted for 3 different scenarios (Speed Test, Full Test with Reset (FTR) and Full Test without Reset (FToR)) and validation activities were improved in terms of time and cost for the existing ROKOS system transferred to SRVT. Figure A shows the results of the Full Test with Reset.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

YAYAN, U., ERDOĞMUŞ, A. (2021). Endüstriyel Robot Hareket Planlama Algoritmaları Performans Karşılaştırması. Journal of Science, Technology and Engineering Research, Cilt: 2 - Sayı: 2, 31–45. https://ajindex.com/articles/778899

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (2)

  1. Referans1 1 Ragel, R., Maza, I., Caballero, F., & Ollero, A. (2015, November). Comparison of motion planning techniques for a multi-rotor UAS equipped with a multi-joint manipulator arm. In 2015
  2. Workshop on Research, Education and Development of Unmanned Aerial Systems (RED-UAS) (pp. 133-141). IEEE. Referans2 2 Quigley, M., Conley, K., Gerkey, B., Faust, J., Foote, T., Leibs, J.,. & Ng, A. Y. (2009, May). ROS: an open-source Robot Operating System. In ICRA workshop on open source software (Vol. 3, No. 3.2, p. 5). Referans3 3 Gazebo website. [Online]. Available: http://gazebosim.org/, (2021) Referans4 4 Chitta, S., Sucan, I., & Cousins, S. (2012). Moveit![ros topics]. IEEE Robotics & Automation Magazine, 19(1), 18-19. Referans5 5 Sucan, I. A., Moll, M., & Kavraki, L. E. (2012). The open motion planning library. IEEE Robotics & Automation Magazine, 19(4), 72-82. Referans6 6 Zucker, M., Ratliff, N., Dragan, A. D., Pivtoraiko, M., Klingensmith, M., Dellin, C. M.,. & Srinivasa, S. S. (2013). Chomp: Covariant hamiltonian optimization for motion planning. The International Journal of Robotics Research, 32(9-10), 1164-1193. Referans7 7 Kalakrishnan, M., Chitta, S., Theodorou, E., Pastor, P., & Schaal, S. (2011, May). STOMP: Stochastic trajectory optimization for motion planning. In 2011 IEEE international conference on robotics and automation (pp. 4569-4574). IEEE. Referans8 8 LaValle, S. M., Kuffner, J. J., & Donald, B. R. (2001). Rapidly-exploring random trees: Progress and prospects. Algorithmic and computational robotics: new directions, 5, 293-308. Referans9 9 Kuffner, J. J., & LaValle, S. M. (2000, April). RRT-connect: An efficient approach to single-query path planning. In Proceedings 2000 ICRA. Millennium Conference. IEEE International Conference on Robotics and Automation. Symposia Proceedings (Cat. No. 00CH37065) (Vol. 2, pp. 995-1001). IEEE. Referans10 10 Karaman, S., & Frazzoli, E. (2011). Sampling-based algorithms for optimal motion planning. The international journal of robotics research, 30(7), 846-894. Referans11 11 Kavraki, L. E., Svestka, P., Latombe, J. C., & Overmars, M. H. (1996). Probabilistic roadmaps for path planning in high-dimensional configuration spaces. IEEE transactions on Robotics and Automation, 12(4), 566-580. Referans12 12 Marble, J. D., & Bekris, K. E. (2013). Asymptotically near-optimal planning with probabilistic roadmap spanners. IEEE Transactions on Robotics, 29(2), 432-444. Referans13 13 Plaku, E., Bekris, K. E., Chen