Найти

Результаты поиска

• ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПЛАНИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ В ДВУМЕРНЫХ КАРТОГРАФИРОВАННЫХ СРЕДАХ

  М. Ю. Медведев , В.Х. Пшихопов , Д.О. Бросалин , Б. В. Гуренко , М.А. Васильева , Хамдан Низар

  2022-08-09

  Аннотация ▼

  Исследуются задача планирования движения в двумерных картографированных сре-
  дах. Проводится обзор и анализ известных алгоритмов планирования, базирующихся на
  диаграммах Вороного, вероятностной дорожной карте, быстро растущих случайных де-
  ревьев, алгоритмах Дейкстры, А*, D* и их модификациях, искусственных потенциальных
  полях и интеллектуальных эвристиках. На основе проведенного анализа делается вывод о
  том, что классические методы в динамических средах требуют значительных затрат по
  времени расчетов и объему используемой памяти. Делается вывод об актуальности разра-
  ботки алгоритмов, повышающих эффективность известных методов планирования.
  В этой связи данная статья посвящена разработке модифицированного алгоритма быст-
  ро растущих случайных деревьев и исследованию его эффективности по сравнению с из-
  вестными методами. В статье представлен модифицированный алгоритм быстро рас-
  тущих случайных деревьев, отличающийся тем, что при проверке наличия пути в новый
  потенциальный узел графа проверяется путь в некоторую область возле указанного узла.
  Это позволяет снизить количество узлов в строящемся дереве. Разработанный алгоритм
  вначале сравнивается с традиционным алгоритмом быстрорастущих случайных деревьев.
  Сравнение производится по времени расчета траектории, объему требуемой памяти, дли-
  не пути и проценту ситуаций, в которых успешно найдена траектория в целевую точку.
  Далее осуществляется сравнение разработанного алгоритма с алгоритмами планирования
  других классов. При исследовании используются репрезентативные выборки численных
  экспериментов и различные среды, отличающиеся плотностью расположения препятст-
  вий и наличием лабиринтов. Также проводится исследование алгоритмов планирования с
  использованием результатов экспериментов на наземном колесном роботе. По результа-
  там численных и реальных экспериментов делаются выводы о преимуществах и недос-
  татках разработанного алгоритма планирования движения и о целесообразности его при-
  менения в различных средах.

• ИНТЕГРАЦИЯ ЛОКАЛЬНОГО И ГЛОБАЛЬНОГО ПЛАНИРОВЩИКОВ В СИСТЕМУ УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫМ РОБОТОМ

  Д. О. Бросалин , Б.В. Гуренко , М. Ю. Медведев

  2024-01-05

  Аннотация ▼

  Исследуется проблема интеграции методов локального и глобального планирования
  движения в системе управления роботом. Современный уровень технологического разви-
  тия позволяет мобильным роботам не только следовать заранее заданным координатам,
  но и независимо от оператора принимать решения в реальном времени, реагируя на изме-
  нения в окружающей обстановке. Однако, динамическая природа окружающего простран-
  ства и ограничения по времени планирования пути, а также высокие скорости мобильных
  роботов, усложняют задачи, решаемые алгоритмами планирования. В данной работе рас-
  смотрены некоторые методы планирования движения, основанные на клеточной декомпо-
  зиции (такие как А*, D* и Wavefront) и процедурах случайного поиска на графах (такие как
  быстро растущие случайные деревья RRT и вероятностные дорожные карты PRM), ин-
  тегрированные с алгоритмом предсказания траектории движения (DWA). Проведены ис-
  следование особенностей работы каждого из перечисленных алгоритмов, а также серия
  численных и натурных экспериментов по анализу влияния топологии карты на время вы-
  полнения и использование памяти алгоритмами планирования. Исследовано влияние скоро-
  сти работы локального и глобального планирования при различных конфигурациях внешней
  среды. Для подтверждения эффективности исследуемых алгоритмов планирования пути в
  реальных условиях создано программное обеспечение для мобильного робота на базе колес-
  ного шасси. В статье приведены структурные и функциональные схемы взаимодействия
  реализованных модулей планирования и управления движением мобильного робота и окру-
  жающей среды. Также представлена математическая модель колесной платформы, для
  которой, на основе рассмотренных методов, разработаны алгоритмы планирования дви-
  жения. В данной работе проведена оценка количественных показателей, включая время
  расчета алгоритма планирования движения и объем используемой алгоритмами памяти
  при различных картах среды. Рассмотрены как среда с произвольно расположенными пре-
  пятствиями, так и различные виды лабиринтов. Также описана реализация разработан-
  ных алгоритмов в среде ROS-2. Показано, что реализованная система обеспечивает управ-
  ление и планирование движения мобильного робота в реальном времени.