Spherical robots can conduct surveillance in hostile, cluttered environments without being damaged, as their protective shell can safely house sensors such as cameras. However, lateral oscillations, also known as wobble, occur when these sphere-shaped robots operate at low speeds, leading to shaky camera feedback. These oscillations in a pendulum-actuated spherical robot are caused by the coupling between the forward and steering motions due to nonholonomic constraints. Designing a controller to limit wobbling in these robots is challenging due to their underactuated nature. We propose a model-based controller to navigate a pendulum-actuated spherical robot using wobble-free turning maneuvers consisting of circular arcs and straight lines. The model is developed using Lagrange-D'Alembert equations and accounts for the coupled forward and steering motions. The model is further analyzed to derive expressions for radius of curvature, precession rate, wobble amplitude, and wobble frequency during circular motions. Finally, we design an input-output feedback linearization-based controller to control the robot's heading direction and wobble. Overall, the proposed controller enables a teleoperator to command a specific forward velocity and pendulum angle as per the desired turning radius while limiting the robot's lateral oscillations to enhance the quality of camera feedback.


翻译:球形机器人可以在敌对、 杂乱的环境中进行监视, 而不会受损, 因为他们的保护性贝壳可以安全地容纳相机等传感器。 但是, 当这些球形机器人以低速运行时, 球状机器人可以在不损坏的环境下进行监视。 这些球状机器人可以在不损坏的环境中进行监视, 因为他们的保护性贝壳可以安全地容纳相机等传感器。 但是, 当这些球状形机器人以低速运行, 导致摄像头反馈时, 也被称为Wobbbbble 。 这些球状机器人会发生横向振动, 导致摄像头反馈。 模型是使用圆形- D' Alembert 的方程式以及前向和方向组合和方向组合的组合。 模型还被进一步分析, 以显示曲线的半径、 前向率、 缩放率、 和 圆形的频率。 最后, 我们设计一个基于模型, 一个基于模型, 向前向方向方向, 向一个特定的旋转方向, 向前向方向, 向一个特定的旋转方向, 向方向, 向前向方向, 向方向, 向方向, 向方向, 向前向方向, 向前向方向, 向方向方向, 向方向, 向 向 向 向 向 方向, 向方向方向方向, 方向方向方向方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向, 方向,

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
70+阅读 · 2022年6月28日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Call for Nominations: 2022 Multimedia Prize Paper Award
CCF多媒体专委会
0+阅读 · 2022年2月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月8日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Call for Nominations: 2022 Multimedia Prize Paper Award
CCF多媒体专委会
0+阅读 · 2022年2月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员