Robust Control of Coupled Multirobot Systems under Signal Temporal Logic Specifications with Collision Avoidance

• Main Author: Nowak, Jakub
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) 2018
• Subjects: Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-240368

Multi-agent systems have been gaining attention among robotics researchersdue to their capabilities, in terms of which they surpass individualrobots. Such systems, however, entail an increase in complexity,especially to the task planning problem. Therefore, a more sophisticatedplanning approach is needed, one that is able to resolve conflictsbetween local tasks, in particular. These conflicts arise from couplingsbetween robots expressed in their task specifications.A computationally inexpensive collaborative control scheme is implementedin a setup consisting of three omni-directional robots. Therobots execute tasks encoded in Signal Temporal Logic, using PrescribedPerformance Control. They are guaranteed to satisfy the specificationsor, if that is not possible, reach a least violating solution, evenin the face of a task conflict. What is more, collision-free trajectoriesare produced.A series of simulations and experiments is carried out to verify theutility of the method. The approach is shown to be effective despiterestrictive assumptions imposed on the system. Finally, directions forfuture work, that would allow the method to perform well in moredemanding experimental scenarios, are suggested. === Multiagentsystem har fått uppmärksamhet bland robotikforskare på grund av dess prestanda, där de kan prestera bättre än individuella robotar. Sådana system, däremot, bidrar till en ökning i komplexitet, i synnerhet för uppgiftsplaneringsproblemet. Därav behövs en mer so- fistikerad planeringsmetod, särskilt en som kan lösa konflikter mellan lokala uppgifter. Dessa konflikter uppstår från kopplingar mellan ro- botar uttryckta i deras uppgiftsspecifikationer. Ett beräkningsmässigt inexpensivt och kollaborativt kontrollschema är implementerat i ett system bestående av tre rundstrålande robotar. Robotarna utför upp- gifter som är kodade i Signal Temporal Logic, med användning av Prescribed Performance Control. De är garanterade att uppnå speci- kitationerna eller, om det inte är möjligt, uppnå den minst överträdan- de lösningen trots uppgiftskonflikter. Dessutom är kollisionsfria ba- nor producerade. En serie av simuleringar och experiment utförs för att verifiera metodens lönsamhet. Tillvägagångssättet visar sig vara ef- fektivt trots de restriktiva antaganden som ålagts på systemet. Till sist så föreslås direktiv för framtida arbeten så att metoden kan prestera bra i hårdare experimentella scenarier.