Desarrollo y Evaluación de un Algoritmo de Gráfico para la Planificación de Rutas de Múltiples Robots
Autores: Alwafi, Fatma A. S.; Xu, Xu; Saatchi, Reza; Alboul, Lyuba
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Desarrollo y Evaluación de un Algoritmo de Gráfico para la Planificación de Rutas de Múltiples Robots
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Planificación de rutas multi-robot
Algoritmo
Conectividad algebraica
Laplaciano
Algoritmo de Dijkstra
Rutas óptimas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se desarrolló y evaluó un nuevo algoritmo de planificación de rutas para múltiples robots (MRPP) para entornos estáticos en 2D. Combina un método de hoja de ruta, utilizando el gráfico de visibilidad (VG), con la conectividad algebraica (segundo valor propio más pequeño (2)) del laplaciano del gráfico y el algoritmo de Dijkstra. Las rutas dependen del orden de planificación, es decir, están en secuencia ruta por ruta, basándose en los valores medidos de conectividad algebraica del laplaciano del gráfico y las funciones de peso determinadas. La conectividad algebraica mantiene una comunicación robusta entre los robots durante su navegación, evitando colisiones. El algoritmo equilibra de manera eficiente el mantenimiento de la conectividad y la minimización de la longitud de la ruta, mejorando así el rendimiento en la búsqueda de rutas. Produjo soluciones con rutas óptimas, es decir, la ruta más corta y segura. El algoritmo MRPP diseñado mejoró significativamente la eficiencia de la longitud de la ruta en diferentes configuraciones. Los resultados demostraron soluciones altamente eficientes y robustas para sistemas de múltiples robots que requieren tanto planificación de rutas óptimas como conectividad confiable, lo que lo hace adecuado en escenarios donde la comunicación entre robots es necesaria. Los resultados de la simulación demostraron el rendimiento del algoritmo propuesto al equilibrar la optimalidad de la ruta y la conectividad de la red en múltiples entornos estáticos con diversas complejidades. El algoritmo es adecuado para identificar rutas óptimas y completas sin colisiones. Los resultados ilustran la efectividad, eficiencia computacional y adaptabilidad del algoritmo.
Descripción
Se desarrolló y evaluó un nuevo algoritmo de planificación de rutas para múltiples robots (MRPP) para entornos estáticos en 2D. Combina un método de hoja de ruta, utilizando el gráfico de visibilidad (VG), con la conectividad algebraica (segundo valor propio más pequeño (2)) del laplaciano del gráfico y el algoritmo de Dijkstra. Las rutas dependen del orden de planificación, es decir, están en secuencia ruta por ruta, basándose en los valores medidos de conectividad algebraica del laplaciano del gráfico y las funciones de peso determinadas. La conectividad algebraica mantiene una comunicación robusta entre los robots durante su navegación, evitando colisiones. El algoritmo equilibra de manera eficiente el mantenimiento de la conectividad y la minimización de la longitud de la ruta, mejorando así el rendimiento en la búsqueda de rutas. Produjo soluciones con rutas óptimas, es decir, la ruta más corta y segura. El algoritmo MRPP diseñado mejoró significativamente la eficiencia de la longitud de la ruta en diferentes configuraciones. Los resultados demostraron soluciones altamente eficientes y robustas para sistemas de múltiples robots que requieren tanto planificación de rutas óptimas como conectividad confiable, lo que lo hace adecuado en escenarios donde la comunicación entre robots es necesaria. Los resultados de la simulación demostraron el rendimiento del algoritmo propuesto al equilibrar la optimalidad de la ruta y la conectividad de la red en múltiples entornos estáticos con diversas complejidades. El algoritmo es adecuado para identificar rutas óptimas y completas sin colisiones. Los resultados ilustran la efectividad, eficiencia computacional y adaptabilidad del algoritmo.