Dynamiczne planowanie trajektorii robotów mobilnych w zmiennej przestrzeni roboczej

• Autorzy: Podsędkowski L.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy zawarty jest opis metody szybkiego planowania optymalnej trajektorii robota mobilnego typu samochód, uwzględniającej jego więzy nieholonomiczne. Istniejące do tej pory metody albo nie znajdują trajektorii optymalnej, albo nie uwzględniają ograniczenia promienia skrętu, albo są tak wolne, że nie można ich wykorzystać do sterowania w czasie rzeczywistym. Przedstawiona metoda jest metodą przeszukiwania grafu. Wierzchołkami grafu są konfiguracje robota w zdyskretyzowanej przestrzeni konfiguracyjnej a jego łuki są wyznaczone przez jednostkowe przemieszczenia robota uwzględniające jego więzy nieholonomiczne. Graf jest przeszukiwany za pomocą algorytmu znajdywania najtańszej drogi A* z kosztem heurystycznym wyznaczonym metodą propagacji kosztu. Dodatkowo metoda została wyposażona w procedurę szybkiej zmiany trasy po wykryciu zmian w przestrzeni roboczej. Szybkość działania tej procedury wynika z wykorzystania części utworzonego wcześniej grafu, skorygowanego przy uwzględnieniu zmian. Nowa trasa jest również optymalna, oczywiście dla aktualnego stanu wiedzy o przestrzeni roboczej. W pracy przedstawiono również analizę czasochłonności algorytmu oraz wyniki badań symulacyjnych i doświadczalnych.

EN

This work presents the method of fast, optimal path planning for a car-like mobile robot considering its nonholonomic constraints. Methods existing up to now either do not find the optimal path or do not consider nonholonomic constraints or are so slow that they are useless for on-line control. The method presented is a graph-searching one. The nodes of the graph are robot configurations in distributed (discretized) configuration space and its arcs are basic robot jumps under nonholonomic constraints. The graph is searched by A* class algorithm with heuristic cost determined by the cost propagation method. Additionally this method is equipped with a fast procedure for path replanning after detection of changes in workspace. Working speed of the procedure results from the use of a part of the previously constructed graph. The new path is optimal as well for the current state of knowledge, of course. The work presents the analysis of algorithm time consumption, structure of the programme and the results of simulations and experiments.

Słowa kluczowe

PL

robot mobilny typu samochód; więzy nieholonomiczne; robot mobilny

EN

carlike mobile robot; nonholonomic constraints; mobile robot

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 1999
• Tom: Z. 254
• Strony: 3--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 139 poz.

Twórcy

autor

Podsędkowski L.

• Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn, Politechnika Łódzka,