Система картографии и планирования маршрута для автономного мобильного робота

Abstract

Движение мобильного робота в неопределенной среде неразрывно связанно с различными трудностями, связанными с планированием маршрута движения. Это обусловлено различными внешними факторами, такими как неопределенность и нестационарность среды, наличие тупиков, трудности с локализацией робота в сложной среде. Под планированием маршрута движения робота будем здесь понимать выбор его способа перемещения для достижения цели, что подразумевает собой определение стратегии поведения робота как реакция на ситуацию, выделенную сенсорными устройствами. При этом выделяют краткосрочное и долгосрочное планирование движения. Краткосрочное планирование можно определить как немедленная реакция робота на внешние воздействия, полученные от сенсорных устройств. При этом планирование осуществляется без наличия каких-то априорных знаний о среде. Такой планировщик будем классифицировать как тактический планировщик или планировщик без памяти. С другой стороны, долгосрочное планирование подразумевает наличие данных об операционной среде для эффективного планирования вдоль всего маршрута движения. Такой планировщик будем классифицировать как стратегический планировщик или планировщик с памятью. Существует множество навигационных систем для мобильных роботов, которые имеют в своей основе только один из видов систем планирования. При этом первый из них не учитывает сложность и неоднородность среды, а второй – ее динамический фактор. Наиболее предпочтительный вариант состоит в использовании обоих видов систем планирования, которые, находясь в единой системе, компенсируют недостатки друг друга. Данная статья описывает вариант системы долгосрочного планирования модели навигационной системы, способ организации и структуру взаимодействия ее с краткосрочной системой планирования. В статье приводятся результаты экспериментов, а также дается анализ полученных результатов.