Motion control of mobile robot using visual information in feedback connection

Abstract

В работе рассмотрена задача построения управления, способного перевести мобильный колесный робот в такое положение на плоскости, в котором отслеживаемая точка на получаемом с камеры изображении имеет заданные координаты. Решение поставленной задачи разбито на два этапа. На первом осуществляется синтез регулятора изображения, выходом которого является желаемая скорость робота. На втором этапе происходит построение управления скоростью робота, позволяющее реализовать полученные на предыдущем этапе скорости. Оба регулятора имеют многоцелевую структуру и обеспечивают для замкнутой системы асимптотическую устойчивость, астатизм и фильтрацию по отношению к внешним возмущениям, воздействующим как на робот, так и на используемый в качестве цели объект.

In this work the problem of controlling a wheeled mobile robot is considered. The control objective is to drive the robot to the position such that the tracked point has given coordinates on the image acquired from a video camera. The solution is decoupled into two stages. On the first one the image controller is designed. The output of the first controller is desired robot speed. The second stage provides control laws for the robot to realize given speed. Both controllers have multipurpose structure and provide asymptotic stability, astatic property of a closed-loop system and filtering of external disturbances both on the robot itself and the target object.