Найти

Результаты поиска

• РАЗРАБОТКА ЭВРИСТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ ЛОКАЛЬНОЙ ТРАКТОРИИ БПЛА НА ОСНОВЕ ПАТТЕРНОВ ОГИБАНИЯ ПРЕПЯТСТВИЙ

  Л.А. Рыбак , И.А. Дуюн , В.В. Черкасов , А.А. Волошкин , Т.А. Дуюн

  2026-04-29

  Аннотация ▼

  Важной задачей при создании информационно-управляющей системы для обеспечения автономной навигации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в условиях отсутствия спутниковой связи является формирование локальной траектории движения при наличии препятствий (деревья, линии электропередач и др.). Целью исследования является разработка эвристических алгоритмов, обеспечивающих оптимизацию локальной траектории БПЛА с использованием данных LiDAR и построения допустимой локальной траектории на основе паттернов огибания препятствий. Предложена концепция, основанная на двух этапах: декомпозиция облака точек LiDAR в виде ориентированных ограничивающих параллелепипедов (OBB) и формирование траектории обхода OBB с использованием геометрических паттернов. На первом этапе реализован классический (геометрический) конвейер обработки LiDAR-данных: воксельное прореживание, выделение плоскости земли методом RANSAC, кластеризация DBSCAN и построение параллелепипедов вокруг кластеров. Данный подход реализован в виде программного модуля на языке Python. Выполнено моделирование для двух сценариев. Первый сценарий содержал 3 препятствия, одно из которых являлось одиночным, а второе и третье располагались рядом в группе. Сгенерированная траектория позволила выполнить обход всех препятствий, время построения траектории составило 0,29 миллисекунд. Второй сценарий выполнен для набора OBB, полученных в результате декомпозиции облака точек, общее количество препятствий вместе с «землёй» составило 678. Время выполнения построения траектории в этом случае составило 0,377 секунд. Подход обеспечивает предсказуемое быстродействие и линейную оценку вычислительной сложности по числу препятствий, что делает его перспективным для применения в системах автономной навигации и управления движением БВС.

• МЕТОД ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО РАЗНЕСЕНИЯ ТРАЕКТОРИЙ ГРУППЫ РОБОТОВ В УСЛОВИЯХ ПРЕПЯТСТВИЙ

  В.А. Костюков

  92-102

  2025-10-01

  Аннотация ▼

  При разработке алгоритмов планирования путей роботов, образующих группу, возникает проблема обеспечения гарантированного их не столкновения друг с другом и с возможными препятствиями. Кроме того, для группы может действовать требование поддержания заданного шаблона строя там, на тех участках движения группы, где это возможно с учетом препятствий. Однако часто образуется узкий пространственный коридор допустимого движения группы, который может быть обусловлен как исходными требованиями к траектории (например, условие нахождения ее в некоторой окрестности заданной точки), так и наличием препятствий и прочих помеховых воздействий. Наличие такого ограничительного коридора может привести к вынужденному сближению и даже пересечению пространственных траекторий движения отдельных роботов группы. Одним из возможных решений указанной проблемы является задание или корректировка временных параметрических представлений этих индивидуальных траекторий так, чтобы два робота с близко подходящими друг к другу пространственными траекториями в наиболее близких их точках находились в разное время. Причем интервал времени, отделяющий моменты нахождения этих двух роботов в этих точках, должен выбираться в зависимости от скорости роботов и их габаритов.
  На этой идее основан развиваемый метод пространственно-временного разнесения траекторий отдельных роботов группы. Метод подразумевает формирование и решение специальной задачи линейного программирования относительно целевых моментов времени ранее выделенных узлов пространственной траектории каждого ведомого робота. Ограничивающим фактором на изменение этих моментов выступает максимально возможная скорость перемещения робота. Для каждого робота производится предварительное выделение набора траекторий других роботов группы, от которых далее необходимо отстроиться в пространстве-времени. Это происходит в зависимости от приоритета роботов в группе. Приводятся примеры численной реализации алгоритма на базе предлагаемого метода, подтверждающие его эффективность

• ГИБРИДНЫЙ МЕТОД ПЛАНИРОВАНИЯ КОНФИГУРАЦИИ МАРШРУТА НА КАРТЕ МЕСТНОСТИ В УСЛОВИЯХ ЧАСТИЧНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

  М. И. Бесхмельнов , Б.К. Лебедев , О. Б. Лебедев

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  Описывается гибридный алгоритм ситуационного планирования траектории в условиях
  частичной неопределенности для двухмерного пространства, основанный на интеграции волново-
  го и муравьиного алгоритмов, позволяющий строить в реальном масштабе времени траектории
  минимальной длины с одновременной оптимизацией ряда других критериев качества построенного пути. Процессы формирования участка траектории и перемещения по нему объекта череду-
  ются на каждом шаге. Формирования траектории осуществляется последовательно (пошагово)
  на двух уровнях каждого шага. Формирование и ориентация локальной зоны видимости и покры-
  ваемого ею региона на карте местности выполняется относительно текущего опорного вектора.
  Процедурами первого уровня на карте местности последовательно по шагам формируется цепоч-
  ка попарно смежных регионов с локализованными препятствиями. Процедурами второго уровня
  на шаге формируется множество траекторий прохода подвижного объекта через регион.
  При слиянии цепочки регионов образуется область местности, через которую прокладывается
  траектория. Вся траектория является совокупностью отдельных траекторий прохода подвиж-
  ного объекта через регионы, связывающих его исходную позицию с целевой позицией. Поиск реше-
  ния осуществляется популяцией агентов на графе поиска решений. Вершины множества соот-
  ветствуют ячейкам области. Две вершины связаны ребром, если соответствующие им ячейки на
  модели местности в виде дискретного рабочего поля смежны и возможен переход соединения из
  одной ячейки в другую. Синтез траектории и передвижение подвижного объекта в условиях неоп-
  ределенности – это сложная задача, требующая интеграции различных сенсорных систем, алго-
  ритмов обработки данных, алгоритмов планирования пути и систем управления движением. По-
  стоянное развитие технологий в областях искусственного интеллекта, машинного зрения и ро-
  бототехники позволяет создавать всё более совершенные системы автономной навигации. Одна-
  ко, полная автономность и гарантированная безопасность подвижного объекта в любых условиях
  пока остаются сложными задачами для исследования.