Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Concurrent Real-TimeSimulations of Mobile RobotDynamics and PotentialUse Cases
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2013 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Parallella realtidssimuleringar av mobila robotaroch möjliga tillämpningar (Swedish)
Abstract [sv]

Mobila robotar utgör ett aktivt forskningsområde med många potentiellatillämpningar. För att underlätta utvecklingen av en mobil robot finns flertaletrobot simulatorer att tillgå, vilka möjliggör utveckling i en virtuell miljö. Imotsats till den traditionella rollen som ett hjälpmedel i utvecklingen, fokuserardetta arbete i huvudssak på att använda simuleringar för manövreringen aven robot. Möjliga användningsfall innefattar såväl hjälpmedel för operatörersom förbättrad inlärning hos autonoma robotar.Mer specifikt definierar detta arbete fyra kategorier av användningsfall, därden gemensamma nämnaren är att simulera och utvärdera olika uppsättningarav scenarion. För att utföra denna uppgift, formuleras ett generellt ramverkbeståendes av tre självständiga delproblem; fastställande av simuleringsvägar,generering av gångstilar samt simulering och virtuell mätning. Fokus i arbetetligger på simulering och virtuell mätning.Fysikmotorn ‘Open Dynamics Engine’ (ODE) används ofta vid simuleringav en robots dynamiska egenskaper. För att erhålla tillfredställande resultati en generell simulator såsom en fysikmotor, krävs effektiva modeller. Arbetetutvidgar i detta avseende tidigare studier och analyserar lämpliga modellegenskaperbåde ur ett teoretiskt och empiriskt perspektiv. Med dessa aspektersom grund utnyttjas ODE därefter som simuleringskomponent i en förstaimplementering av det generella ramverk som definerats.Slutligen, då en del användningsfall medför simulering av stora mängderscenarion, har möjligheten att förkorta simuleringstiden m.h.a. en grafikprocessorundersökts. Metoden som föreslås tillåter tusentals scenarion att utvärderasparallellt och har implementerats i en ny minimalistisk simulator.Resultaten visar att metoden fungerar men en kostsam initialisering visar attytterligare arbete krävs kring dess implementering.i

Abstract [en]

Mobile robots compose an active research area with many potential applications.Numerous robot simulators exist that provide a virtual environmentenabling rapid prototyping and verification. Used as development tools, thesesimulations take place “offline” and are not part of normal robot operation.This work, focuses on the opposite, i.e. using simulation as part of the highlevelrobot control, in other words “online” simulation. Various use cases canbe imagined, ranging from a robot operator testing maneuvering sequences toimproving the cognition of autonomous robots.The thesis concretizes the vision of online simulation into four use cases.They are all based on simulating and evaluating a range of scenarios. Moreover,a general solution to the use cases is formulated and divided into threeindependent sub-problems: path generation, gait generation and measurement.In the thesis, focus lies on simulation and virtual measurement.The Open Dynamics Engine (ODE) is often used for simulating the dynamicsof robots. Previous research on using ODE, especially for approximatingjoint torques, has been extended. Simulator parameters are reviewed bothwith respect to empirical and theoretical considerations. ODE has furtherbeen utilized as the simulation component in a conceptual implementation ofthe suggested general solution framework.Finally, speeding up simulation using General Purpose GPU computing isinvestigated. The approach taken demonstrates how thousands of scenariosmay be simulated concurrently. In order to realize the technique, a special,minimalistic simulator has been implemented which conforms to GPU hardwarecharacteristics and limitations. The provided speedup is satisfactory, buta high initialization cost calls for further work.

Place, publisher, year, edition, pages
2013. , 234 p.
Series
MMK 2013:09 MDA460
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-141799OAI: oai:DiVA.org:kth-141799DiVA: diva2:698626
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-03-27 Created: 2014-02-24 Last updated: 2015-03-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3439 kB)107 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3439 kBChecksum SHA-512
9654ad6677bb67c8b14b0e60a7a23bee295e8477610d0426b308b75e250c7721c13310c3f0e5878d5fa33988e5a84163b51088db52afbdc2f89701bd2d601d39
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 107 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 115 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf