Un Método de Planificación de Ruta Global para Vehículos Terrestres No Tripulados en Entornos Fuera de Carretera Basado en Predicción de Movilidad
Autores: Hua, Chen; Niu, Runxin; Yu, Biao; Zheng, Xiaokun; Bai, Rengui; Zhang, Song
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un Método de Planificación de Ruta Global para Vehículos Terrestres No Tripulados en Entornos Fuera de Carretera Basado en Predicción de Movilidad
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Entorno todoterreno
Vehículos terrestres no tripulados
Planificación de rutas global
Factores del terreno
Mecánica de suelos
Costo de movilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
En un entorno off-road complejo, debido a la baja capacidad de carga del suelo y las características irregulares del terreno, generar una ruta global segura y efectiva para vehículos terrestres no tripulados (UGVs) es fundamental para el éxito de su movimiento y misión. La mayoría de los métodos tradicionales de planificación de rutas globales simplemente toman la longitud del camino más corto como objetivo de optimización, lo que dificulta la planificación de una ruta factible y segura en entornos off-road complejos. Para abordar este problema, esta investigación propone un método de planificación de rutas globales que considera la influencia de los factores del terreno y la mecánica del suelo en la movilidad de los UGV. Primero, establecimos un modelo de terreno 3D de alta resolución con datos de elevación de teledetección, datos de uso del suelo y distribución de tipos de suelo, basado en un método geoestadístico. En segundo lugar, analizamos la movilidad del vehículo mediante el método terramecánico (es decir, el índice de cono del vehículo y la teoría de Bakker), y luego calculamos el costo de movilidad basado en un método de inferencia difusa. Finalmente, basado en el costo de movilidad calculado, se utilizó el método de hoja de ruta probabilística para establecer la matriz conectada y la matriz de evaluación de costo de tráfico multidimensional entre los nodos de muestreo, y luego se propuso un algoritmo A* mejorado para generar la ruta global.
Descripción
En un entorno off-road complejo, debido a la baja capacidad de carga del suelo y las características irregulares del terreno, generar una ruta global segura y efectiva para vehículos terrestres no tripulados (UGVs) es fundamental para el éxito de su movimiento y misión. La mayoría de los métodos tradicionales de planificación de rutas globales simplemente toman la longitud del camino más corto como objetivo de optimización, lo que dificulta la planificación de una ruta factible y segura en entornos off-road complejos. Para abordar este problema, esta investigación propone un método de planificación de rutas globales que considera la influencia de los factores del terreno y la mecánica del suelo en la movilidad de los UGV. Primero, establecimos un modelo de terreno 3D de alta resolución con datos de elevación de teledetección, datos de uso del suelo y distribución de tipos de suelo, basado en un método geoestadístico. En segundo lugar, analizamos la movilidad del vehículo mediante el método terramecánico (es decir, el índice de cono del vehículo y la teoría de Bakker), y luego calculamos el costo de movilidad basado en un método de inferencia difusa. Finalmente, basado en el costo de movilidad calculado, se utilizó el método de hoja de ruta probabilística para establecer la matriz conectada y la matriz de evaluación de costo de tráfico multidimensional entre los nodos de muestreo, y luego se propuso un algoritmo A* mejorado para generar la ruta global.