Un algoritmo de planificación de movimiento híbrido para la planificación de formación de múltiples robots móviles
Autores: Chen, Haojie; Wang, Zifan; Liu, Xiaoxu; Ma, Wenke; Wang, Qiang; Zhang, Wenjun; Zhang, Tan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un algoritmo de planificación de movimiento híbrido para la planificación de formación de múltiples robots móviles
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Planificación de formaciones
Evitación de obstáculos
Subobjetivo virtual
Cambio de estrategia de formación
Controlador de movimiento deslizante
Navegación de robots
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Este documento aborda el problema de la planificación de formaciones basada en la posición relativa para un sistema de multi-robots líder-seguidor, donde los robots ajustan los parámetros de la formación, como el tamaño y la orientación tridimensional, para evitar colisiones y avanzar hacia su objetivo. Específicamente, desarrollamos un método de evitación de obstáculos basado en sub-objetivos virtuales, que implica un sub-objetivo virtual transicional que guía a los robots para evitar obstáculos de acuerdo con la información del obstáculo, el objetivo y el límite. Además, desarrollamos una estrategia de formación cambiante para determinar la necesidad de evitar colisiones y un modelo basado en prioridades para determinar qué robots se mueven, ajustando así dinámicamente la distancia relativa entre los seguidores y el líder. El controlador de movimiento deslizante basado en retroceso garantiza que los errores de seguimiento de trayectoria y velocidad converjan a cero. El método de navegación de robots propuesto puede emplearse en diversos entornos y tipos de obstáculos, permitiendo un cambio de formación. Además, es eficiente y escalable bajo diversos números de robots. El enfoque se verifica experimentalmente utilizando tres robots móviles reales y hasta cinco robots móviles en escenarios simulados.
Descripción
Este documento aborda el problema de la planificación de formaciones basada en la posición relativa para un sistema de multi-robots líder-seguidor, donde los robots ajustan los parámetros de la formación, como el tamaño y la orientación tridimensional, para evitar colisiones y avanzar hacia su objetivo. Específicamente, desarrollamos un método de evitación de obstáculos basado en sub-objetivos virtuales, que implica un sub-objetivo virtual transicional que guía a los robots para evitar obstáculos de acuerdo con la información del obstáculo, el objetivo y el límite. Además, desarrollamos una estrategia de formación cambiante para determinar la necesidad de evitar colisiones y un modelo basado en prioridades para determinar qué robots se mueven, ajustando así dinámicamente la distancia relativa entre los seguidores y el líder. El controlador de movimiento deslizante basado en retroceso garantiza que los errores de seguimiento de trayectoria y velocidad converjan a cero. El método de navegación de robots propuesto puede emplearse en diversos entornos y tipos de obstáculos, permitiendo un cambio de formación. Además, es eficiente y escalable bajo diversos números de robots. El enfoque se verifica experimentalmente utilizando tres robots móviles reales y hasta cinco robots móviles en escenarios simulados.