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ロボティクスにおける経路追従(Path following)技術の概要

Autonomous Driving: Technical, Legal and Social Aspects

Autonomous Driving: Technical, Legal and Social Aspects

目次

はじめに

ロボットの自律移動技術の中で、

重要なものの一つに、

経路追従(Path following)技術があります。

(その他の自律移動技術に関しては下記を参照ください

myenigma.hatenablog.com)

 

今回の記事では、

ロボットの経路計画問題における代表的な技術の概要と

サンプルコードの記事のリンクをまとめておきます。

 

経路追従(Path following)とは?

経路追従は

経路計画(Path planningやMotion planning)で引いた経路に対して,

安全にロボットが経路を追従できるように

ロボットを制御することです.

(経路計画に関しては、下記の記事を参照ください。

myenigma.hatenablog.com)

 

基本的には、

ロボットのモデルと制御アルゴリズムを利用し、

最終的にロボットの入力値

(ステアリング角度やアクセル, ブレーキ入力、

タイヤのPWM入力など)を計算するのが目的です。

 

この経路追従では

制御工学の考え方や最適化技術などが

利用されることが多いようです。

加えて、経路追従システムでは、

路面の形状や,走行経路の幅などを考慮して,

ロボットの速度などを制御することも含みます.

 

また、この記事では便宜的に、

経路計画と経路追従を別々の技術として紹介していますが、

後述のモデル予測制御のように、

経路計画と経路追従を一つの問題として解く技術もあります。

 

制御技術の基礎

下記は一般的な制御技術の基礎をまとめたものです。

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

 

最適化技術の基礎

下記は一般的な最適化技術の基礎をまとめたものです。

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

ロボットの運動モデル

下記は主に、ステアリング型のロボットの

運動モデルをまとめたものです。

myenigma.hatenablog.com myenigma.hatenablog.com myenigma.hatenablog.com myenigma.hatenablog.com

 

経路追従の代表的なアルゴリズム

下記が代表的な経路追従アルゴリズムの記事リンクです。

詳細やサンプルコードは、それぞれの記事を参照ください。

 

Pure pursuit

myenigma.hatenablog.com

Rear wheel position feedback

myenigma.hatenablog.com

線形二次レギュレータ(LQR)

myenigma.hatenablog.com

 

参考資料

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

Autonomous Driving: Technical, Legal and Social Aspects

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