Control of a Virtual Model’s Mobile Robot with Adaptation Based on Information About the Virtual Environment
https://doi.org/10.25682/NIISI.2026.1.0003
Abstract
This paper considers the task of methods and algorithms development for control of mobile robots with adaptation based on information about the virtual environment. The implementation of this approach is shown using the example of a virtual robot model moving around obstacles and grasping a virtual object with its manipulator. Proposed solution includes the use of sensors, inverse kinematics and PD controllers. The virtual robot model movement control is based on the virtual position sensors readings and rangefinders mounted on this robot model. In turn, the grasping of an object by a manipulator of robot is implemented using position, orientation and force sensors, as well as using the coordinate descent method to solve the inverse kinematics problem and PD-regulators to provide the desired manipulator motion. The proposed methods and algorithms were tested in the VirSim virtual environment system, developed at the NRC «Kurchatov Institute» - SRISA, using the example for control of a virtual MF-4 tracked robot model.
About the Authors
E. V. StrashnovRussian Federation
L. A. Finagin
Russian Federation
References
1. Е. И. Юревич Основы робототехники. 3-е изд., пер. и доп. Спб.: БХВ-Петербург, 2010, 360 с.
2. M. Spong and M. Vidyasagar. Robot dynamics and control. Hoboren, NJ, USA: Wiley, 2008.
3. Е. В. Страшнов, И. Н. Мироненко. Имитационное моделирование инерциальных датчиков в системах виртуального окружения. «Успехи кибернетики», Т. 5 (2024), № 1, 24-33.
4. М. В. Михайлюк, Е. В. Страшнов, Д. М. Логинов. Моделирование датчиков в системах виртуального окружения. «Труды НИИСИ РАН», Т. 8 (2018), № 2, 70-76.
5. М. В. Михайлюк, А. В. Мальцев, П. Ю. Тимохин, Е. В. Страшнов, Б. И. Крючков, В. М. Усов. Система виртуального окружения VirSim для имитационно-тренажерных комплексов подготовки космонавтов. «Пилотируемые полеты в космос». Т. 37 (2020), № 4, 72-95.
6. М. В. Михайлюк, М. А. Торгашев. Визуальный редактор и модуль расчета функциональных схем для имитационно-тренажерных комплексов. «Программные продукты и системы», 2014, № 4. 10-15.
7. М. А. Торгашев, Е. В. Страшнов. Моделирование динамики электроприводов виртуальных роботов в имитационно-тренажерных комплексах. «Мехатроника, автоматизация, управление», Т. 17 (2016), № 11, 762 – 768.
8. L. C. Wang, C. C. Chen. A combined optimization method for solving the inverse kinematics problems of mechanical manipulators. “IEEE Transactions on Robotics and Automation”, V. 7 (1991), no. 4, 489-499.
9. B. Kenwright. Inverse kinematics – cyclic coordinate descent (ccd). “Journal of Graphics Tools”, V. 16 (2012), no. 4, 177-217.
10. Е. В. Страшнов, М. В. Михайлюк. Моделирование полуавтоматического режима управления манипуляционными роботами в системах виртуального окружения. «Вестник кибернетики», 2017, № 4, 191-198.
11. Е. В. Страшнов, М. А. Торгашев. Супервизорное управление антропоморфными роботами с применением инверсной кинематики. «Виртуальное моделирование, прототипирование и промышленный дизайн. Материалы IV Международной научно-практической конференции», 2017, Выпуск 4, Том 1, 186-190.
Review
For citations:
Strashnov E.V., Finagin L.A. Control of a Virtual Model’s Mobile Robot with Adaptation Based on Information About the Virtual Environment. SRISA Proceedings. 2026;16(1):19-25. (In Russ.) https://doi.org/10.25682/NIISI.2026.1.0003
JATS XML