Modified Potential Field Method for Mobile Robot Route Calculation
Przemysław Oborski, Tomasz Fedorczyk · Pomiary, Automatyka, Robotyka · 2015
wykorzystania robotów mobilnych w przemyśle jest w dużej mierze zależna od zastosowania efektywnych systemów sterowania.Powinny one pozwalać na autonomiczne, bezpieczne i szybkie osiąganie planowanych punktów drogi.Jednym z podstawowych problemów jest wybór odpowiednich algorytmów doboru i optymalizacji ścieżki ruchu.Ich zadaniem jest bieżące wyliczanie przebiegu drogi, omijającej przeszkody, optymalnie prowadzącej robota do postawionego, często zmieniającego się celu.Istotnym problemem w wyznaczaniu ścieżki robota mobilnego jest złożoność optymalizacji.W podejściu globalnym istnieje możliwość optymalizacji całej ścieżki, jednak wymagana jest znajomość wszystkich przeszkód przed przystąpieniem do obliczeń.Uniemożliwia to bieżące reagowanie na ich zmiany.Wadą jest także wymagana duża moc obliczeniowa.Podejście lokalne pozwala na dynamiczne reagowanie na zmieniające się przeszkody i cele.Wyznaczanie drogi można zawęzić do ograniczonego obszaru wokół robota, co znacznie zmniejsza wymagania w zakresie przetwarzania danych.Wadą jednak jest brak możliwości globalnej optymalizacji.W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych metody lokalnego planowania ścieżki robota w oparciu o wyliczanie pól potencjałowych.Opracowano uniwersalny algorytm wykorzystujący zmodyfikowaną metodę pól potencjałowych oraz zbudowano aplikację pozwalającą na wykonywanie badań symulacyjnych w oparciu o mapy otoczenia.Przy wykorzystaniu opracowanej aplikacji przeprowadzono badania symulacyjne zachowania się robotów mobilnych sterowanych różnymi algorytmami oraz poruszających się w różnych środowiskach.