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Planificación de trayectorias dinámicas para el robot móvil de tracción diferencial basada en optimización metaheurística en línea

Autores: Rodríguez-Molina, Alejandro; Herroz-Herrera, Axel; Aldape-Pérez, Mario; Flores-Caballero, Geovanni; Antón-Vargas, Jarvin Alberto

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Planificación de trayectorias dinámicas para el robot móvil de tracción diferencial basada en optimización metaheurística en línea


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Robots móviles
Planificación de rutas
Escenarios dinámicos
Robots móviles diferenciales
Optimización metaheurística
PSO

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los robots móviles son sistemas dinámicos relevantes en aplicaciones recientes. La planificación de rutas es una tarea esencial para estos robots ya que les permite moverse de un lugar a otro de manera segura y a un costo asequible. La planificación de rutas ha sido estudiada extensamente para escenarios estáticos. Sin embargo, cuando los escenarios son dinámicos, la investigación es limitada debido a la complejidad y alto costo de replanificar continuamente los movimientos del robot para garantizar su seguridad. Este documento propone un nuevo, simple, confiable y asequible método para planificar rutas seguras y optimizadas para robots móviles diferenciales en escenarios dinámicos. El método se basa en la reoptimización en línea de los parámetros estáticos en el planificador de ruta determinista de vanguardia Bug0. Debido a la complejidad del problema de planificación de rutas dinámicas, se adopta un enfoque de optimización metaheurística. Este enfoque utiliza metaheurísticas de la computación evolutiva e inteligencia de enjambre para encontrar los parámetros de Bug0 cuando el robot móvil se acerca a un obstáculo. La propuesta se prueba en simulación y se comparan métodos metaheurísticos conocidos, incluyendo la Evolución Diferencial (DE), el Algoritmo Genético (GA) y la Optimización por Enjambre de Partículas (PSO). El planificador dinámico basado en PSO genera rutas con mejores rendimientos. Además, los resultados del planificador basado en PSO se comparan con diferentes configuraciones de Bug0, y se muestra que el primero es significativamente mejor.

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