РАЗРАБОТКА МНОГОУРОВНЕВОЙ СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ГРУППЫ АНПА В НЕИЗВЕСТНОЙ СРЕДЕ С ПРЕПЯТСТВИЯМИ
Аннотация
Рассматривается проблема организации группового движения морских робототех- нических комплексов (МРТК), в частности автономных необитаемых подводных аппара- тов (АНПА), в априори неизвестной среде с препятствиями. Выполнен краткий анализ существующих проектов по тематике группового управления МРТК, и алгоритмов плани- рования движения. Наличие многочисленных исследований по данному направлению под- тверждает актуальность обозначенной проблемы. Приведена формальная постановка задачи движения четырех роботов строем. Предлагаемый в работе метод планированиядвижения группы основан на комбинированном подходе, который организует многоуровне- вое решение к организации перемещения МРТК. На верхнем уровне разработана система глобального планирования и отработки миссии на основе метода случайных деревьев ко- торая обеспечивает общее перемещение группы на основе априорной информации о со- стоянии среды. Система планирования нижнего уровня корректирует глобальную траек- торию, позволяя объектам на локальном уровне осуществлять передвижение и взаимодей- ствие агентов в группе, в том числе обеспечивает их безаварийное перемещение в про- странстве и выход из областей локальных минимумов. В работе приводится подробное аналитическое описание разработанного алгоритма и блок-схема его функционирования. Проведено численное моделирование движения группы из 4 АНПА в недетерминированной среде с неподвижными препятствиями. Моделирование проводилось с учетом препятст- вий различной формы и сложности. Результаты математического моделирования проде- монстрировали решение задачи выхода группы АНПА из области локального минимума. Приведены натурные испытания на примере группы из трёх безэкипажных катеров, в ре- зультате которых группа подвижных объектов сформировала строй и осуществила пере- мещение заданным строем в целевые позиции и вернулась в конечную зону. Кроме того, разработанный в рамках данной статьи модуль локального планирования был интегриро- ван в программное обеспечение системы планирования подводного глайдера «Тень». В конце рассматриваются полученные результаты работы предложенного метода и его дальней- шее развитие, в частности его применение в трехмерной постановке задачи.
