RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Информатика и автоматизация // Архив

Информатика и автоматизация, 2023, выпуск 22, том 6, страницы 1354–1386 (Mi trspy1273)

Эта публикация цитируется в 4 статьях

Робототехника, автоматизация и системы управления

Примитивы движения робота в задаче планирования траектории с кинематическими ограничениями

В. А. Головинa, К. С. Яковлевbc

a Московский физико-технический институт (МФТИ)
b Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук" (ФИЦ ИУ РАН)
c Институт искусственного интеллекта AIRI

Аннотация: Автоматическое планирование траектории – актуальная научно-техническая задача, решения которой востребованы во многих областях: беспилотный транспорт, роботизированная логистика, социальная робототехника и т.д. Зачастую при планировании траектории необходимо учитывать тот факт, что агент (робот, беспилотный автомобиль и др.) не может произвольно менять ориентацию при движении, другими словами – необходимо учитывать кинематические ограничения при планировании. Одним из широко-распространенных подходов к решению этой задачи является подход, опирающийся на конструирование траектории из заранее подготовленных фрагментов, примитивов движения, каждый из которых в свою очередь удовлетворяет кинематическим ограничениям. Зачастую, акцент при разработке методов, реализующих этот подход, делается на сокращении перебора вариантов при планировании (эвристический поиск), при этом сам набор доступных примитивов считается заданным извне. В этой же работе, мы наоборот ставим своей целью провести исследование и анализ влияния различных доступных примитивов движения на качество решения задачи планирования при фиксированном алгоритме поиска. В частности, рассматриваются 3 различных набора примитивов движения для колесного робота с дифференциальным приводом. В качестве алгоритма поиска используется известный в искусственном интеллекте и робототехнике алгоритм A*. Качество решения оценивается по 6 метрикам, включая время планирования, длину и кривизну результирующей траектории. На основании проведенного исследования делаются выводы о факторах, оказывающих наибольшее влияние на результат планирования, и даются рекомендации по построению примитивов движения, использование которых позволяет достичь баланса между скоростью работы алгоритма планирования и качеством отыскиваемых траекторий.

Ключевые слова: планирование траектории, кинематическое планирование, примитивы движения, эвристический поиск.

УДК: 004.8

Поступила в редакцию: 30.03.2023

DOI: 10.15622/ia.22.6.4



© МИАН, 2024