Mozgástervezés a Safety Velocity Obstacles módszerrel

OData támogatás
Konzulens:
Gincsainé Dr. Szádeczky-Kardoss Emese
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

A mobilis robotok legfontosabb feladata, hogy egy kiindulási helyről a célpozícióba eljussanak. Legfőbb szempontként mindig szem előtt kell tartani, hogy a robot célig történő mozgása során ne ütközzön egy akadállyal sem, így biztosítva saját és környezete épségét. Ezen mozgás tervezésére szolgálnak a mozgástervező algoritmusok.

Diplomamunkám célja egy olyan mozgástervező algoritmus fejlesztése és implementálása volt, mely egyaránt biztosítja a robot munkaterében jelenlevő statikus és mozgó akadályok elkerülését. Ehhez a Velocity Obstacles módszert használtam fel, amely alkalmas mobilis robotok pályatervezésére dinamikus környezetben.

A módszer a robot és az akadályok között elkerülő manővereket tervez, figyelembe véve a robot és az akadályok – ismertnek feltételezett – aktuális pozícióját és sebességét. A témában született legtöbb korábbi publikációban a robotsebesség kiválasztásánál arra törekedtek, hogy azt a sebességet válasszák ki, amellyel a robot a leggyorsabban tudja elérni a kívánt célpozíciót. Egy ilyen pálya követése során a robot rendszerint nagyon megközelíti az akadályokat, ami ütközésveszélyt von maga után, ha az akadályok kiterjedése, pozíciója és sebessége csak pontatlanul áll rendelkezésre.

Munkám során a leggyorsabb célelérést eredményező algoritmus mellett bevezettem egy új módszert, amely a legbiztonságosabb mozgástervezést eredményezi. Ezt a módszert Safety Velocity Obstacles módszernek (SVO-nak) neveztem el. Ezen kívül a szabály alapú pályatervezést is megvalósítottam, illetve implementáltam az Artificial Potential Field algoritmust, melyet összehasonlítottam a Safety Velocity Obstacles módszerrel.

A mozgástervezés eredményét minden esetben szimulációban vizsgáltam, a robot és az akadályok mozgásából videót is készítettem.

Ez a mozgástervező algoritmus alkalmazható autonóm járművek mozgásának tervezéséhez is, így a jövőben nagyon sok lehetőség nyílhat a továbbfejlesztésre.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.