МЕТОД ПЛАНИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ РОБОТОВ В СЛОЖНЫХ КОНФЛИКТНЫХ СРЕДАХ C ПОЛИГОНАЛЬНЫМИ ПРЕПЯТСТВИЯМИ

Аннотация

При разработке алгоритмов планирования путей роботов в режиме реального времени возникает проблема ограничения быстродействия соответствующих классических алгоритмов. В настоящей работе рассматривается метод планирования перемещений робота в двумерной сложной конфликтной среде. В отношении планирования в сложных средах предложен гибридный алгоритм планирования, базирующийся на сочетании и синтезе классического алгоритма клеточной декомпозиции и недавно предложенного алгоритма на базе характеристического графа видимости. Этот алгоритм подразумевает предварительный анализ степени сложности сцены с препятствиями, по результатам которого выбирается один из двух указанных частных алгоритмов. Показывается, что таким образом удается в значительной степени преодолеть ограничения обоих этих алгоритмов. В компактном виде описан метод уклонения от источников возмущения, основанный на аппарате характеристических вероятностных функций, и показана его взаимосвязь с методами планирования в сложных средах при решении соответствующих задач глобальной оптимизации вероятности успешного прохождения целевой траектории. В рамках развиваемого подхода рассмотрен вопрос о взаимосвязи вероятности успешного прохождения пути в поле источников и соответствующей функции риска. Для решения задач глобального планирования перемещений роботов в сложной конфликтной среде на первом этапе предлагается использовать указанный гибридный алгоритм - для построения семейства начальных кривых в соответствующих допустимых коридорах движения без учета источников. Затем решается семейство задач локальной оптимизации в пределах допустимых коридоров движения с учетом источников. Далее выбирается траектория с максимальным значением вероятности успешного прохождения либо нормированной функции безопасного движения. Приводятся примеры численной реализации предлагаемого метода, подтверждающие его эффективность