Optimización de Trayectorias para el Rover Espacial No Holonómico en Entornos Desordenados Usando Corredores Convexos Seguros
Autores: Li, Yiqun; Liang, Shaoqiang; Gao, Jiahui; Chen, Zong; Qiao, Siyuan; Yin, Zhouping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimización de Trayectorias para el Rover Espacial No Holonómico en Entornos Desordenados Usando Corredores Convexos Seguros
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Rover espacial
Recursos de computación
Trayectorias de conducción
Métodos de optimización de movimiento
Restricciones de evitación de colisiones
Enfoque de descomposición de obstáculos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Debido a la limitación de los recursos informáticos y de energía a bordo del rover espacial, existe una necesidad urgente de trayectorias de conducción de alta calidad en entornos complejos, que pueden ser proporcionadas por métodos de optimización de movimiento cuidadosamente diseñados. La no convexidad de las restricciones de evitación de colisiones representa un desafío significativo para la planificación de movimiento basada en optimización de vehículos no holonómicos, especialmente en entornos desordenados y no estructurados. En este artículo, se propone un nuevo enfoque de descomposición de obstáculos, que descompone rápidamente obstáculos no convexos en sus subestructuras convexas constituyentes mientras minimiza simultáneamente la proliferación de subobstáculos resultantes. Se introduce un método seguro de construcción de corredores convexos para formular las restricciones de evitación de colisiones. Se aplican métodos de aproximación numérica para transformar el problema de optimización de movimiento continuo resultante en un problema de programación no lineal (NLP). Se realizan experimentos de simulación para ilustrar la viabilidad y superioridad de los métodos propuestos sobre el método del corredor seguro rectangular y el método del área.
Descripción
Debido a la limitación de los recursos informáticos y de energía a bordo del rover espacial, existe una necesidad urgente de trayectorias de conducción de alta calidad en entornos complejos, que pueden ser proporcionadas por métodos de optimización de movimiento cuidadosamente diseñados. La no convexidad de las restricciones de evitación de colisiones representa un desafío significativo para la planificación de movimiento basada en optimización de vehículos no holonómicos, especialmente en entornos desordenados y no estructurados. En este artículo, se propone un nuevo enfoque de descomposición de obstáculos, que descompone rápidamente obstáculos no convexos en sus subestructuras convexas constituyentes mientras minimiza simultáneamente la proliferación de subobstáculos resultantes. Se introduce un método seguro de construcción de corredores convexos para formular las restricciones de evitación de colisiones. Se aplican métodos de aproximación numérica para transformar el problema de optimización de movimiento continuo resultante en un problema de programación no lineal (NLP). Se realizan experimentos de simulación para ilustrar la viabilidad y superioridad de los métodos propuestos sobre el método del corredor seguro rectangular y el método del área.