Processamento paralelo aplicado ao cálculo de trajetórias de manipuladores.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2001 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-26092024-135035/ |
Resumo: | O planejamento de trajetórias de robôs manipuladores consiste na obtenção das configurações das articulações para que a extremidade do manipulador percorrera uma determinada trajetória. Este planejamento é comumente calculado utilizando a cinemática inversa. No caso de manipuladores redundantes, o cálculo da cinemática inversa é geralmente efetuada através da inversão da matriz Jacobiana. Entretanto, este cálculo apresenta uma grande dificuldade relacionada à inversão da matriz Jacobiana não quadrada. Uma forma alternativa de realizar o planejamento de trajetórias é através de algoritmos iterativos utilizando o método variacional. Mas estes algoritmos iterativos demandam um grande volume de processamento, pois cada ponto da trajetória é calculado através de sucessivas aproximações. Assim, seus tempos de execução tendem a inviabilizar sua aplicação em sistemas de tempo real. Para melhorar o desempenho destes algoritmos, algumas técnicas de processamento paralelo podem ser aplicadas. Uma delas é o multiprocessamento, que consiste na execução paralela do algoritmo em vários processadores de forma a diminuir o tempo de execução. Esta dissertação apresenta a elaboração de um algoritmo paralelo para o planejamento de trajetórias de manipuladores redundantes. Seus desempenhos são obtidos e analisados através de implementações em um sistema com multiprocessadores. |
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Processamento paralelo aplicado ao cálculo de trajetórias de manipuladores.Untitled in englishAnálise de desempenho (Arquitetura de computadores)Arquiteturas paralelasParallel architecturesPerformance analysis (Computer architecture)RobóticaRoboticsO planejamento de trajetórias de robôs manipuladores consiste na obtenção das configurações das articulações para que a extremidade do manipulador percorrera uma determinada trajetória. Este planejamento é comumente calculado utilizando a cinemática inversa. No caso de manipuladores redundantes, o cálculo da cinemática inversa é geralmente efetuada através da inversão da matriz Jacobiana. Entretanto, este cálculo apresenta uma grande dificuldade relacionada à inversão da matriz Jacobiana não quadrada. Uma forma alternativa de realizar o planejamento de trajetórias é através de algoritmos iterativos utilizando o método variacional. Mas estes algoritmos iterativos demandam um grande volume de processamento, pois cada ponto da trajetória é calculado através de sucessivas aproximações. Assim, seus tempos de execução tendem a inviabilizar sua aplicação em sistemas de tempo real. Para melhorar o desempenho destes algoritmos, algumas técnicas de processamento paralelo podem ser aplicadas. Uma delas é o multiprocessamento, que consiste na execução paralela do algoritmo em vários processadores de forma a diminuir o tempo de execução. Esta dissertação apresenta a elaboração de um algoritmo paralelo para o planejamento de trajetórias de manipuladores redundantes. Seus desempenhos são obtidos e analisados através de implementações em um sistema com multiprocessadores.The trajectory planning of robot manipulators consists to obtain the joint variables which allow the end-effector of manipulator to go through a determined trajectory. This planning is usually calculated using the inverse kinematics. In redundant manipulators, the calculation of inverse kinematics is generally done using the inverse Jacobian matrix. However, in redundant manipulators, the Jacobian matrix is not squared, which makes difficult the inverse calculation. In alternative solution to calculate the inverse kinematics of redundant manipulators is to use iterative algorithms with the Variational method. But these algorithms demand high volume of processing because each point of the trajectory is calculated using successive approaches. In this case, the runtime makes its use difficult for real time systems. The performance of these algorithms can be increased using parallel processing. One solution is to use the multiprocessing which executes the parallel algorithm in several processors to reduce the runtime. This research presents a parallel processing algorithm to solve the trajectory planning problem, based on redundant manipulator joints. The performance is analysed using implementations in a multiprocessing system.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPHirakawa, Andre RiyuitiNomiyama, Denis Hamilton2001-07-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-26092024-135035/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-09-26T16:56:02Zoai:teses.usp.br:tde-26092024-135035Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-09-26T16:56:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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