Text

  • Studieort U2-024 i Västerås
Datum
  • 2022-01-18 14:00

Lan Anh Trinh Thi försvarar sin avhandling i elektronik

Lan Anh Trinh Thi försvarar sin avhandling i elektronik i salen U2-024 (Västerås) och digitalt på Zoom/Teams den 8 januari klockan 14.00.

Titel: “Toward Dependable Multiple Path Planning for Autonomous Robots with Obstacle Avoidance and Congestion Control”.

Utsedd opponent är Associate Professor Lucia Pallottino, University of Pisa, and the examining committee consists of Associate Professor Byung-Cheol Min, Purdue University; Professor Franziska Klügl, Örebro University; Associate Professor Jana Tumova, KTH.

Utsedd reserv är docent Cristina Seceleanu, MDU.

Avhandlingen har nummer 352.


Sammanfattning

Under flera årtionden har automatiska robotar som är förprogrammerade för att utföra repetitiva uppgifter i industriell produktion nått teknikens framkant. Nu kommer nästa utvecklingsfas med autonom kontroll, där en robot kan ha vissa nivåer av sitt eget beslut, det vill säga självstyrande, utan att behöva direkt kontroll av människor. Detta ger autonoma robotar som i stor utsträckning är användbara, inte bara inom industrin, utan också i vardagliga tjänster, till exempel med självkörande bilar, i automatiserad sjukvård eller för underhållning. Men även här så måste en av huvuduppgifterna för robotsystemet, navigering och vägplanering, kunna möta allt fler utmaningar, så som ostrukturerade miljöer, osäkerhet med rörliga föremål, och att kunna samexistera med människor och flera robotagenter. Med syfte att skapa förutsättningar för ett pålitligt, dvs tillgängligt, tillförlitligt och säkert, vägplaneringssystem som kan övervinna sådana utmaningar, föreslås i denna avhandling utvecklandet av ett flervägsplaneringsverktyg som kan användas tillsammans med algoritmer för att undvika hinder och trafiköverbelastning. Till en början föreslås ett nytt dipolflödesfält, som är konstruerat så att ett flödesfält används för att driva robotar till sina mål och ett dipolfält för att skjuta robotar långt bort från potentiella kollisionsriktningar. Algoritmen är effektiv vid implementering och kan även övervinna nackdelen med konventionellt fältbaserat tillvägagångssätt, som lätt kan få roboten att fångas av en lokal optimering av energifunktioner. Dessutom utvecklas en mekanism för överbelastningskontroll med Petrinät för att synkronisera rörelser hos robotar när de kommer in i en korsning eller ett smalt område. Olika Petrinät utvärderas för att hitta den optimala konfigurationen för att minska trafikstockning igenom möjliga konfliktregioner. Nästa bidrag är att åtgärda problemet med dödlägen (dead- eller live lock) i ett vägplaneringssystem. Lösningen baseras på multipelvägsplanering där varje robot erhåller alternativa vägar till målet. Alla robotar i samma arbetsutrymme kommunicerar med varandra för att uppdatera sina platser och vägar så att lämplig konfiguration kan väljas för att undvika potentiella dödlägen. Algoritmen tar också hänsyn till hinderundvikande så att robotarna kan undvika inbördes kollisioner såväl som kollisioner med oväntade rörliga föremål såsom människor. Slutligen implementeras en distribuerad algoritm för multipla banplaneringar för att hjälpa systemet att hantera vissa nivåer av fel, vilket kan hända när det centrala styrsystemet för robotar slutar fungera eller en del av kommunikationsnätverket mellan robotarna oväntat kopplas bort. De föreslagna tillvägagångssätten har utvärderats genom omfattande experiment för att visa deras effektivitet för att hantera kollisioner, trängsel och blockeringar. Implementeringen av algoritmerna har utförts på allmänt tillgänglig plattform, robotoperativsystem (ROS) och överförts till riktiga robotar.

Kontaktinformation

Till toppen