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Un método de planificación de rutas dinámico para UAVs basado en RRT* informado mejorado fusionado con ventanas dinámicas

Autores: Wu, Ting; Zhang, Zheng; Jing, Feng; Gao, Mei

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un método de planificación de rutas dinámico para UAVs basado en RRT* informado mejorado fusionado con ventanas dinámicas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Propuestas
Planificación de trayectorias
Algoritmo
Evitación de obstáculos
Trayectoria
Obstáculos dinámicos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En los últimos años, navegar drones de rotor en entornos complejos y dinámicos ha sido un desafío significativo. Este documento propone un método mejorado de planificación de rutas al integrar el algoritmo Informed-RRT* mejorado con el algoritmo Dynamic Window Approach (DWA). En primer lugar, la función de peso de probabilidad para la dirección de muestreo se ajusta dinámicamente en función de la distancia euclidiana entre los puntos de inicio y objetivo para obtener puntos de muestreo de mayor calidad. En segundo lugar, se introduce el concepto de Campo Potencial Artificial (APF) durante la generación de nuevos nodos, aplicando el método APF mejorado al área de muestreo elíptica para guiar la dirección de generación de nuevos nodos. Esto reduce significativamente el número de nodos redundantes, mejora la velocidad de convergencia y aumenta la eficiencia en la evitación de obstáculos. Luego, se emplea un método de ajuste polinómico para optimizar la ruta, lo que produce una trayectoria más suave. Finalmente, se integra el algoritmo DWA mejorado. Inicialmente, el algoritmo Informed-RRT* genera una ruta óptima desde el punto de partida hasta el punto objetivo en el espacio global, que luego se proporciona como una ruta de referencia inicial al algoritmo DWA. Durante la operación real, el algoritmo DWA ajusta dinámicamente las entradas de control en función de la posición actual, la velocidad y la ruta de referencia del dron, asegurando que el dron pueda evitar obstáculos dinámicos y obstáculos estáticos desconocidos en tiempo real mientras se mantiene lo más cerca posible de la ruta de referencia.

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