Выбор эффективного алгоритма планирования для формирования информационной подсистемы движения мобильного робота

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена структуре алгоритмов планирования, необходимых глобальному планировщику для построения наиболее эффективной траектории движения мобильного робота и глобальному и локальному планировщикам мета-операционной системы Robot Operating System. Также описываются основные пакеты Robot Operating System, необходимые для создания информационной подсистемы движения мобильного робота.

Было проведено моделирование движения мобильного робота с использованием трех алгоритмов планирования пути: — алгоритм А*, DARRT, DARRTConnect, в пяти различных мирах, которые представляли собой квадратную комнату с препятствиями либо их отсутствием, с целью выявления наиболее эффективного алгоритма планирования для передвижения мобильного робота. В процессе моделирования перед мобильным роботом стояла задача достичь из начальной позиции целевую, путем разбиения пути от начальной до целевой позиции на подцели. Каждый из множества возможных вариантов траектории движения мобильного робота проверялся на наличие препятствий. Если одна из множества траекторий движения пересекала препятствие, то путь признавался некорректным и происходило удаление этого пути и проверка остальных. Алгоритм DARRTConnect, по результатам моделирования и сравнительного анализа, оказался наиболее эффективным алгоритмом для глобального планировщика.

ABSTRACT

The article is devoted to the structure of the planning algorithms which are necessary for global scheduler to build the most efficient trajectory of the mobile robot, and for global and local schedulers of meta-operational system Robot Operating System. Also, basic packets of Robot Operating System necessary for creating the information subsystem of mobile robot motion are described.

Modeling of mobile robot motion is made using three path planning algorithms: algorithm A *, DARRT, DARRTConnect, in five different worlds which are a square room with obstacles or without them to identify the most efficient planning algorithm for mobile robot motion. A task for the mobile robot is to achieve the target position from the starting one by breaking the path from the starting point to the target position for the subtask in the modeling process. Each of the possible path varieties of mobile robot motion is checked for the presence of obstructions. If one of the plurality of motion trajectories crosses the obstacle, the path is considered incorrect; this path is deleted, the others are checked. DARRTConnect algorithm is the most effective algorithm for the global scheduler according to results of modeling and comparative analysis.