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Técnica de Planificación de Rutas para Robots Móviles: Una Revisión

Autores: Yang, Liwei; Li, Ping; Qian, Song; Quan, He; Miao, Jinchao; Liu, Mengqi; Hu, Yanpei; Memetimin, Erexidin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Técnica de Planificación de Rutas para Robots Móviles: Una Revisión


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Robot móvil
Planificación de rutas
Modelado ambiental
Métricas de evaluación
Algoritmos de inteligencia artificial
Planificación centralizada

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 24

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La planificación de rutas para robots móviles implica diseñar rutas óptimas desde puntos de partida hasta destinos dentro de condiciones ambientales específicas. A pesar de que existen soluciones de navegación autónoma bien establecidas, vale la pena señalar que los exámenes exhaustivos y sistemáticamente diferenciados de las tecnologías críticas que sustentan tanto la planificación de rutas para un solo robot como para múltiples robots son notablemente escasos. Estas tecnologías abarcan aspectos como la modelización del entorno, criterios para evaluar la calidad de las rutas, las técnicas empleadas en la planificación de rutas, entre otros. Este documento presenta una exploración exhaustiva de técnicas dentro del ámbito de la planificación de rutas para robots móviles. Inicialmente, proporcionamos una visión general de ocho métodos diversos para la cartografía, cada uno reflejando los diferentes niveles de abstracción que los robots emplean para interpretar su entorno. Además, ofrecemos conjuntos de datos de mapas de código abierto adecuados tanto para la Planificación de Rutas de Agente Único (SAPF) como para la Planificación de Rutas de Múltiples Agentes (MAPF), acompañados de un análisis de las métricas de evaluación prevalentes para la planificación de rutas. Posteriormente, centrándonos en las características distintivas de los algoritmos SAPF, los categorizamos en tres clases: algoritmos clásicos, algoritmos de optimización inteligente y algoritmos de inteligencia artificial. Dentro de la categoría de algoritmos clásicos, introducimos algoritmos de búsqueda en grafos, algoritmos de muestreo aleatorio y algoritmos de campo potencial. En el dominio de los algoritmos de optimización inteligente, introducimos la optimización por colonias de hormigas, la optimización por enjambres de partículas y los algoritmos genéticos. Dentro del dominio de los algoritmos de inteligencia artificial, discutimos los algoritmos de redes neuronales y los algoritmos de lógica difusa. A continuación, profundizamos en los diferentes enfoques para la planificación MAPF, examinando la planificación centralizada que enfatiza la desacoplación de conflictos, y la planificación distribuida que prioriza la ejecución de tareas. Basándonos en estas categorizaciones, comparamos de manera integral las características y la aplicabilidad de los algoritmos SAPF y MAPF, al tiempo que destacamos los desafíos con los que este campo está lidiando actualmente.

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