Robotic Arm Control Using Phantom Device

eng Artykuł w języku angielskim DOI: 10.14313/PAR_224/85

wyślij Maciej Rećko Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny

Pobierz Artykuł

Abstract

Presented paper consists of consideration of an intuitive way of control of mobile robot’s robotic arm. A review of current control trends and methods in given scenario is presented. It is used to draw conclusions towards the creation of author’s control method. Author’s solution to this problem is a robotic arm – phantom device system. Created algorithm is presented in following part of the paper. Article includes preliminary quality tests conducted on a designed system. Research showed system’s satisfactory performance, although indicated parts that required fine-tuning. The paper concludes with a prediction of future development of the system, its algorithm and needed modifications in order to use in two arm control scenarios.

Keywords

control algorithm, mobile robot, phantom, robotic arm

Sterowanie manipulatorem za pomocą fantomu

Streszczenie

Przedmiotem pracy było opracowanie intuicyjnego systemu sterowania manipulatorem robota mobilnego. Przedstawiono obecne kierunki rozwoju sterowania oraz przegląd zastosowanych metod w przypadku sterowania nadążnego. Na podstawie obserwacji wyciągnięto wnioski, które stanowią podstawę rozważań nad autorskim rozwiązaniem. Proponowanym rozwiązaniem problemu sterowania jest układ manipulator – fantom. Opracowano algorytm, który został zaprezentowany w dalszej części artykułu. Zawarto również wyniki wstępnych badań jakości sterowania zaprojektowanego systemu. Badania wykazały zadowalającą wydajność rozwiązania oraz wskazały miejsca, w których należałoby dokonać niezbędnych usprawnień. Praca jest zakończona planami dalszego rozwoju projektu oraz propozycją modyfikacji, które pozwoliłyby na stworzenie systemu do sterowania dwoma ramionami.

Słowa kluczowe

algorytm sterowania, fantom, ramię robota, robot mobilny

Bibliografia

  1. Kim W.S., Diaz-Calderon A., Peters S.F., Carsten J.L., Leger C., Onboard Centralized Frame Tree Database for Intelligent Space Operations of the Mars Science Laboratory Rover, “IEEE Transactions on Cybernetics”, Vol. 44, No. 11, 2014, 2109–2121, DOI: 10.1109/TCYB.2014.2301442.
  2. Haselirad A., Neubert J., A novel Kinect-based system for 3D moving object interception with a 5-DOF robotic arm, [in:] IEEE International Conference on Automation Science and Engineering, Vol. 2015–Octob., 117–124, DOI: 10.1109/CoASE.2015.7294049.
  3. Moreno R.J., Tracking of Human Operator Arms Oriented To The Control Of Two Robotic Arms, [in:] 2014 XIX Symposium on Image, Signal Processing and Artificial Vision, 2014, 3–6, DOI: 10.1109/STSIVA.2014.7010125.
  4. Leal-Cardenas G., Medina-Nino G., La Rosa F.D., Proposal for Natural Human-Robot Interaction through the Use of Robotic Arms, [in:] Proceedings of 12th LARS Latin American Robotics Symposium and 3rd SBR Brazilian Symposium on Robotics LARS-SBR 2015 – Part Robot. Conf. 2015, 85–90, DOI: 10.1109/LARS-SBR.2015.23.
  5. Waldherr S., Romero R., Thrun S., A Gesture Based Interface for Human-Robot Interaction, “Autonomous Robots”, Vol. 9, No. 2, 2000, 151–173, DOI: 10.1023/A:1008918401478.
  6. Kofman J., Wu X., Luu T.J., Verma S., Teleoperation of a Robot Manipulator Using a Vision-Based Human–Robot Interface, “IEEE Transactions on Industrial Electronics”, Vol. 52, Iss. 5, 2005, 1206–1219, DOI: 10.1109/TIE.2005.855696.
  7. Park C.H., Howard A.M., Vision-based force guidance for improved human performance in a teleoperative manipulation system, [in:] IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2007, 2126–2131, DOI: 10.1109/IROS.2007.4399119.
  8. Selvaggio M., Chen F., Gao B., Notomista G., Trapani F., Caldwell D., Vision based virtual fixture generation for teleoperated robotic manipulation, [in:] 2016 International Conference on Advanced Robotics and Mechatronics, 2016, 190–195, DOI: 10.1109/ICARM.2016.7606917.
  9. Ostaszewski M., Synteza układu sterowania o strukturze równoległo-szeregowej, rozprawa doktorska, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków 2015.
  10. Carignan C., Tang J., Roderick S., Development of an exoskeleton haptic interface for virtual task training, [in:] 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 3697–3702, DOI: 10.1109/IROS.2009.5354834.
  11. Czaplicki P., Rećko M., Tołstoj-Sienkiewicz J., Robotic arm control system for mars rover analogue, [in:] 21st International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics, MMAR 2016, DOI: 10.1109/MMAR.2016.7575295.
  12. Dzierżek K., Rećko M., Pietrala D.S., Quick prototyping of manipulator control system with PLC controller, [in:] 23rd International Conference ENGINEERING MECHANICS 2017, 15–18 May 2017, 294–297.
  13. Rećko M., Projekt fantoma do zdalnego sterowania robotem, praca magisterska, Politechnika Białostocka, Białystok 2016.