Evaluación de la navegabilidad en robots móviles  skid-steer con remolques pasivos moviéndose sobre terrenos inclinados

García, Jesús M.; Yánez, Pedro; Martínez, Jorge E.

doi:10.4995/riai.2022.17161

Riunet Móvil

Evaluación de la navegabilidad en robots móviles skid-steer con remolques pasivos moviéndose sobre terrenos inclinados

dc.contributor.author	García, Jesús M.	es_ES
dc.contributor.author	Yánez, Pedro	es_ES
dc.contributor.author	Martínez, Jorge E.	es_ES
dc.date.accessioned	2023-01-12T11:19:38Z
dc.date.available	2023-01-12T11:19:38Z
dc.date.issued	2022-12-28
dc.identifier.issn	1697-7912
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10251/191277
dc.description.abstract	[EN] The use of trailers allows robots to increase their load capacity to perform multiple tasks, but their use carries multiple risks. In this research, three metrics are developed to assess the navigability of robots with coupled trailers when moving at low speeds on inclined surfaces: an index that predicts the initiation of rollover in the robot or trailers; another index that estimates the start of the total slip due to the slopes of the terrain, either in the robot or the trailers; and finally, an index that quantifies the robot's ability to address itself and follow a path. These three metrics were developed based on the reaction forces of the wheels with the ground and were validated through simulation and experimental tests using a Skid Steer robot called Lázaro, demonstrating their effectiveness in estimating the risk condition for which they were designed.	es_ES
dc.description.abstract	[ES] El uso de remolques permite a los robots aumentar su capacidad de carga para realizar múltiples tareas, pero su uso conlleva múltiples riesgos. En esta investigación, se desarrollan tres métricas para evaluar la navegabilidad de robots con remolques acoplados cuando se mueven a bajas velocidades sobre superficies inclinadas: un índice que predice el inicio del vuelco en el robot o los remolques; otro índice que estima el inicio del deslizamiento total debido a las inclinaciones del terreno, ya sea en el robot o los remolques; y finalmente, un índice que cuantifica la capacidad del robot para direccionarse y seguir una trayectoria. Estas tres métricas fueron desarrolladas con base en las fuerzas de reacción de las ruedas con el suelo y fueron validados a través de simulación y pruebas experimentales utilizando un robot Skid Steer llamado Lázaro, demostrándose su efectividad al estimar la condición de riesgo para la cual fueron diseñados.	es_ES
dc.description.sponsorship	Este trabajo ha sido realizado parcialmente gracias al apoyo del Decanato de Investigación de la Universidad Nacional Experimental del Táchira bajo los proyectos No. 01-025-2016 y 01-004-2019.	es_ES
dc.language	Español	es_ES
dc.publisher	Universitat Politècnica de València	es_ES
dc.relation.ispartof	Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial	es_ES
dc.rights	Reconocimiento - No comercial - Compartir igual (by-nc-sa)	es_ES
dc.subject	Navigability	es_ES
dc.subject	Mobile robots	es_ES
dc.subject	Tip-over stability	es_ES
dc.subject	Steerability	es_ES
dc.subject	Slide-down	es_ES
dc.subject	Tractor trailer	es_ES
dc.subject	Inclined terrain	es_ES
dc.subject	Slope negotiation	es_ES
dc.subject	Navegabilidad	es_ES
dc.subject	Estabilidad al vuelco	es_ES
dc.subject	Direccionamiento	es_ES
dc.subject	Deslizamiento hacia abajo	es_ES
dc.subject	Tractor-remolque	es_ES
dc.subject	Terreno inclinado	es_ES
dc.subject	Superación de pendientes	es_ES
dc.subject	Robots móviles	es_ES
dc.title	Evaluación de la navegabilidad en robots móviles skid-steer con remolques pasivos moviéndose sobre terrenos inclinados	es_ES
dc.title.alternative	Evaluation of navigability in skid-steer mobile robots with passive trailers moving on sloping terrain	es_ES
dc.type	Artículo	es_ES
dc.identifier.doi	10.4995/riai.2022.17161
dc.relation.projectID	info:eu-repo/grantAgreement/UNET//01-025-2016	es_ES
dc.relation.projectID	info:eu-repo/grantAgreement/UNET//01-004-2019	es_ES
dc.rights.accessRights	Abierto	es_ES
dc.description.bibliographicCitation	García, JM.; Yánez, P.; Martínez, JE. (2022). Evaluación de la navegabilidad en robots móviles skid-steer con remolques pasivos moviéndose sobre terrenos inclinados. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial. 20(1):13-24. https://doi.org/10.4995/riai.2022.17161	es_ES
dc.description.accrualMethod	OJS	es_ES
dc.relation.publisherversion	https://doi.org/10.4995/riai.2022.17161	es_ES
dc.description.upvformatpinicio	13	es_ES
dc.description.upvformatpfin	24	es_ES
dc.type.version	info:eu-repo/semantics/publishedVersion	es_ES
dc.description.volume	20	es_ES
dc.description.issue	1	es_ES
dc.identifier.eissn	1697-7920
dc.relation.pasarela	OJS\17161	es_ES
dc.contributor.funder	Universidad Nacional Experimental del Táchira, Venezuela	es_ES
dc.description.references	Abroshan, M. (2021). Integrated stability and tracking control system for autonomous vehicle-trailer systems. Ontario: University of Waterloo.	es_ES
dc.description.references	Amezquita-Semprun, K., Del Rosario, M., & Chen, P. (2018). Dynamics model of a differential drive mobile robot towing an off-axle trailer. Int. J. Mech. Eng. Rob. Res , 7 (6), 583-589. DOI: 10.18178/ijmerr.7.6.583-589. https://doi.org/10.18178/ijmerr.7.6.583-589	es_ES
dc.description.references	Bako, S., Ige, B., Nasir, A., & Musa, N. (2021). Stability analysis of a semi-trailer articulated vehicle: a review. International Journal of Automotive Science and Technology , 5 (2), 131-140. DOI: 10.30939/ijastech..855733. https://doi.org/10.30939/ijastech..855733	es_ES
dc.description.references	García, J. M., Bohórquez, A., & Valero, A. (2020a). Efecto de la suspensión en el direccionamiento de un robot skid steer moviéndose sobre terrenos duros con diferente rugosidad. Ingenierías USBMed , 11 (1), 18-30. DOI: 10.21500/20275846.4380. https://doi.org/10.21500/20275846.4380	es_ES
dc.description.references	García, J. M., Bohórquez, A., & Valero, A. (2020b). Suspension effect in tip-over stability and steerability of robots moving on sloping terrains. IEEE Latin America Transactions , 18 (8), 1381-1389. DOI: 10.1109/TLA.2020.9111673. https://doi.org/10.1109/TLA.2020.9111673	es_ES
dc.description.references	García, J. M., Martínez, J. L., Mandow, A., & García-Cerezo, A. (2017a). Caster-leg aided maneuver for negotiating surface discontinuities with a wheeled skid-steer mobile robot. Robotics and Autonomous Systems , 91, 25-37. DOI: 10.1016/j.robot.2016.12.007. https://doi.org/10.1016/j.robot.2016.12.007	es_ES
dc.description.references	García, J. M., Martínez, J. L., Mandow, A., & García-Cerezo, A. (2017b). Slide-Down Prevention for Wheeled Mobile Robots on Slopes. 3rd International Conference on Mechatronics and Robotics Engineering, (págs. 1-6). Paris. DOI: 10.1145/3068796.3068820. https://doi.org/10.1145/3068796.3068820	es_ES
dc.description.references	García, J. M., Medina, I., Martínez, J. L., García-Cerezo, A., Linares, A., & Porras, C. (2017c). Lázaro: Robot Móvil dotado de Brazo para Contacto con el Suelo. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial , 14, 174-183. DOI: 10.1016/j.riai.2016.09.012. https://doi.org/10.1016/j.riai.2016.09.012	es_ES
dc.description.references	Go, Y., Yin, X., & Bowling, A. (2006). Navigability of multi-legged robots. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics , 11 (1), 1-8. DOI: 10.1109/TMECH.2005.863361. https://doi.org/10.1109/TMECH.2005.863361	es_ES
dc.description.references	Guevara, L., Michałek, M., & Cheein, F. (2020). Collision risk reduction of N-trailer agricultural machinery by off-track minimization. Computers and electronics in agriculture , 178, 3-12. DOI: 10.1016/j.compag.2020.105757. https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105757	es_ES
dc.description.references	Hatano, M., & Obara, H. (2003). Stability evaluation for mobile manipulators using criteria based on reaction. SICE Annual Conference, (págs. 2050-2055). Fukui.	es_ES
dc.description.references	Kassaeiyan, P., Tarvirdizadeh, B., & Alipour, K. (2019). Control of tractor-trailer wheeled robots considering self-collision effect and actuator saturation limitations. Mechanical Systems and Signal Processing , 127, 388-411. DOI: 10.1016/j.ymssp.2019.03.016. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2019.03.016	es_ES
dc.description.references	Khalaji, A., & Jalalnezhad, M. (2019). Control of a tractor-trailer robot subjected to wheel slip. Journal of Multi-body Dynamics , 0 (0), 1-12. DOI: 10.1177/1464419319839848. https://doi.org/10.1177/1464419319839848	es_ES
dc.description.references	Khalaji, A., & Moosavian, S. (2015). Modified transpose Jacobian control of a tractor-trailer wheeled robot. Journal of Mechanical Science and Technology , 29 (9), 3961-3969. DOI: 10.1007/s12206-015-0841-3. https://doi.org/10.1007/s12206-015-0841-3	es_ES
dc.description.references	Korayem, A., Khajepour, A., & Fidan, B. (2020). Vehicle-trailer lateral velocity estimation using constrained unscented transformation. Vehicle System Dynamics , 1-28. DOI: 10.1080/00423114.2020.1849745. https://doi.org/10.1080/00423114.2020.1849745	es_ES
dc.description.references	Kotur, P. (2019). Safe estimation of vehicle side-slip for an autonomous heavy vehicle. Göteborg: Chalmers University of Technology.	es_ES
dc.description.references	Lewis, C. (1982). Industrial and business forecasting methods. Londres: Butterworths Publishing.	es_ES
dc.description.references	Li, Z., Cheng, H., Ma, J., & Zhou, H. (2020). Research on parking control of semi-trailer truck. 4th CAA International Conference on Vehicular Control and Intelligence, (págs. 424-429). Hangzhou. DOI: 10.1109/CVCI51460.2020.9338617. https://doi.org/10.1109/CVCI51460.2020.9338617	es_ES
dc.description.references	Martínez, J. L., Morales, J., Mandow, A., & García-Cerezo, A. (2008). Steering limitations for a vehicle pulling passive trailers. IEEE Transactions on control systems technology , 16 (4), 809-818. DOI: 10.1109/TCST.2007.916293. https://doi.org/10.1109/TCST.2007.916293	es_ES
dc.description.references	Meghdari, A., Naderi, D., & Alam, M. (2005). Neural-network-based observer for real-time tipover estimation. Mechatronics , 15, 989-1004. DOI: 10.1016/j.mechatronics.2005.03.005. https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2005.03.005	es_ES
dc.description.references	Morales, J., Mandow, A., Martínez, J. L., Reina, A., & García-Cerezo, A. (2013a). Driver assistance system for passive multi-trailer vehicles with haptic steering limitations on the leading unit. Sensors , 13, 4485-4498. DOI:10.3390/s130404485. https://doi.org/10.3390/s130404485	es_ES
dc.description.references	Morales, J., Martínez, J. L., Mandow, A., & García-Cerezo, A. (2013b). Steering the last trailer as a virtual tractor for reversing vehicles with passive on- and off-axle hitches. IEEE Transactions on Industrial Electronics , 60 (12), 5729-5736. DOI: 10.1109/TIE.2013.2240631. https://doi.org/10.1109/TIE.2013.2240631	es_ES
dc.description.references	Morales, J., Martínez, J. L., Mandow, A., & Medina, I. (2009). Virtual steering limitations for reversing an articulated vehicle with off-axle passive trailers. 35th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics, (págs. 2385-2390). Porto. DOI: 10.1109/IECON.2009.5415436. https://doi.org/10.1109/IECON.2009.5415436	es_ES
dc.description.references	Morales, J., Martínez, J. L., Mandow, A., Serón, J., & García-Cerezo, A. (2013c). Static tip-over stability analysis for a robotic vehicle with a single-axle trailer on slopes based on altered supporting polygons. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics , 18 (2), 697-705. DOI: 10.1109/TMECH.2011.2181955. https://doi.org/10.1109/TMECH.2011.2181955	es_ES
dc.description.references	Pérez, W., Arroyave, J., & Acevedo, S. (2010). Determinacion experimental del coeficiente de fricción empleando sensores movimiento. Scientia et Technica , 16 (44), 357-362. DOI: 10.22517/23447214.1769.	es_ES
dc.description.references	Shojaei, K. (2021). Intelligent coordinated control of an autonomous tractor-trailer and a combine harvester. European Journal of Control , 59, 82-98. DOI: 10.1016/J.EJCON.2021.02.005. https://doi.org/10.1016/j.ejcon.2021.02.005	es_ES
dc.description.references	Song, T., Xi, F., Guo, S., Tu, X., & Li, X. (2018). Slip Analysis for a Wheeled Mobile Manipulator. Journal of Dynamic Systems Measurement and Control , 140, 1-12. DOI: 10.1115/1.4037287. https://doi.org/10.1115/1.4037287	es_ES
dc.description.references	Wang, X., Taghia, J., & Katupitiya, J. (2016). Robust model predictive control for path tracking of atracked vehicle with a steerable trailer in the presence of slip. IFAC-PapersOnLine , 49 (16), 469-474. DOI: 10.1016/j.ifacol.2016.10.085. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.10.085	es_ES
dc.description.references	Yuan, J. (2017). Hierarchical motion planning for multisteering tractor-trailer mobile robots with on-axle hitching. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics , 22 (4), 1652-1662. DOI: 10.1109/TMECH.2017.2695651. https://doi.org/10.1109/TMECH.2017.2695651	es_ES
dc.description.references	Zhao, H., Chen, W., Zhou, S., Liu, Z., Zheng, F., & Liu, Y. (2020). Online trajectory planning for an industrial tractor towing multiple full trailers. IEEE International Conference on Robotics and Automation, (págs. 6089-6095). Paris. DOI: 10.1109/ICRA40945.2020.9196656. https://doi.org/10.1109/ICRA40945.2020.9196656	es_ES
dc.relation.references	10.18178/ijmerr.7.6.583-589	es_ES
dc.relation.references	10.30939/ijastech..855733	es_ES
dc.relation.references	10.21500/20275846.4380	es_ES
dc.relation.references	10.1109/TLA.2020.9111673	es_ES
dc.relation.references	10.1016/j.robot.2016.12.007	es_ES
dc.relation.references	10.1145/3068796.3068820	es_ES
dc.relation.references	10.1016/j.riai.2016.09.012	es_ES
dc.relation.references	10.1109/TMECH.2005.863361	es_ES
dc.relation.references	10.1016/j.compag.2020.105757	es_ES
dc.relation.references	10.1016/j.ymssp.2019.03.016	es_ES
dc.relation.references	10.1177/1464419319839848	es_ES
dc.relation.references	10.1007/s12206-015-0841-3	es_ES
dc.relation.references	10.1080/00423114.2020.1849745	es_ES
dc.relation.references	10.1109/CVCI51460.2020.9338617	es_ES
dc.relation.references	10.1109/TCST.2007.916293	es_ES
dc.relation.references	10.1016/j.mechatronics.2005.03.005	es_ES
dc.relation.references	10.3390/s130404485	es_ES
dc.relation.references	10.1109/TIE.2013.2240631	es_ES
dc.relation.references	10.1109/IECON.2009.5415436	es_ES
dc.relation.references	10.1109/TMECH.2011.2181955	es_ES
dc.relation.references	10.1016/j.ejcon.2021.02.005	es_ES
dc.relation.references	10.1115/1.4037287	es_ES
dc.relation.references	10.1016/j.ifacol.2016.10.085	es_ES
dc.relation.references	10.1109/TMECH.2017.2695651	es_ES
dc.relation.references	10.1109/ICRA40945.2020.9196656	es_ES

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