Робототехника и мехатроника

Алгоритм разрешения коллизий при планировании движения группы роботов в условиях пространственно-ситуационной неопределëнности

Д. Е. Моторин, С. Г. Попов, Л. М. Курочкин

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Аннотация: Рассмотрен алгоритм разрешения коллизий при планировании действий группы роботов в условиях изменяющейся среды. Во время движения группы к цели возникают пересечения траекторий, приводящие к коллизиям–столкновениям. Проведено сравнение трех подходов к разрешению коллизий: игнорирование коллизий, разрешение всех коллизий последовательно для пар роботов и разрешение коллизий последовательным расширением группы роботов. Эффективность алгоритма оценена исходя из полноты решения задачи и скорости разрешения коллизий, при условии минимизации проходимого каждым роботом пути. Разрешение коллизий произведено удлинением траектории робота в область свободного пространства вокруг места коллизии. Алгоритм состоит из трех частей: поиск свободных от препятствий областей вокруг коллизии для каждого робота, исключение из полученной области областей возможных коллизий и минимизация удлинения пути в полученной области. Исследование алгоритма выполнено средствами имитационного моделирования, в котором реализована модель среды и группы роботов, движущихся в ней. Определены границы применимости и даны рекомендации по выбору режимов работы алгоритма разрешения коллизий при планировании движения. Предложенный алгоритм разрешения коллизий может использоваться при планировании движения групп роботов в условиях пространственно-ситуационной неопределëнности.

Ключевые слова: управление, группа роботов, коллизия, динамическая карта, планирование движения, пространственно-ситуационная неопределëнность.

УДК: 519.876.5, 004.023:896

DOI: 10.18721/JCSTCS.10203