ГИБРИДНЫЙ МЕТОД ПЛАНИРОВАНИЯ КОНФИГУРАЦИИ МАРШРУТА НА КАРТЕ МЕСТНОСТИ В УСЛОВИЯХ ЧАСТИЧНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
Аннотация
Описывается гибридный алгоритм ситуационного планирования траектории в условиях частичной неопределенности для двухмерного пространства, основанный на интеграции волново- го и муравьиного алгоритмов, позволяющий строить в реальном масштабе времени траектории минимальной длины с одновременной оптимизацией ряда других критериев качества построенного пути. Процессы формирования участка траектории и перемещения по нему объекта череду- ются на каждом шаге. Формирования траектории осуществляется последовательно (пошагово) на двух уровнях каждого шага. Формирование и ориентация локальной зоны видимости и покры- ваемого ею региона на карте местности выполняется относительно текущего опорного вектора. Процедурами первого уровня на карте местности последовательно по шагам формируется цепоч- ка попарно смежных регионов с локализованными препятствиями. Процедурами второго уровня на шаге формируется множество траекторий прохода подвижного объекта через регион. При слиянии цепочки регионов образуется область местности, через которую прокладывается траектория. Вся траектория является совокупностью отдельных траекторий прохода подвиж- ного объекта через регионы, связывающих его исходную позицию с целевой позицией. Поиск реше- ния осуществляется популяцией агентов на графе поиска решений. Вершины множества соот- ветствуют ячейкам области. Две вершины связаны ребром, если соответствующие им ячейки на модели местности в виде дискретного рабочего поля смежны и возможен переход соединения из одной ячейки в другую. Синтез траектории и передвижение подвижного объекта в условиях неоп- ределенности – это сложная задача, требующая интеграции различных сенсорных систем, алго- ритмов обработки данных, алгоритмов планирования пути и систем управления движением. По- стоянное развитие технологий в областях искусственного интеллекта, машинного зрения и ро- бототехники позволяет создавать всё более совершенные системы автономной навигации. Одна- ко, полная автономность и гарантированная безопасность подвижного объекта в любых условиях пока остаются сложными задачами для исследования.
Список литературы
1. Пшихопов В.Х. и др. Интеллектуальное планирование траекторий подвижных объектов в средах
с препятствиями / под ред. В.Х. Пшихопова. – М.: Физматлит, 2014. – 300 с.
2. Гузик В.Ф., Переверзев В.А., Пьявченко А.О., Сапрыкин Р.В. Принципы построения экстраполи-
рующего многомерного нейросетевого планировщика интеллектуальной системы позиционно-
траекторного управления подвижными объектами // Известия ЮФУ. Технические науки.
– 2016. – № 2 (175). – С. 67-80.
3. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю., Гуренко Б.В. Алгоритмы адаптивных позиционно-траекторных
систем управления подвижными объектами // Проблемы управления. – 2015. – № 4. – С. 66-74.
4. Нейдорф Р.А., Полях В.В., Черногоров И.В., Ярахмедов О.Т. Исследование эвристических алго-
ритмов в задачах прокладки и оптимизация маршрутов в среде с препятствиями // Известия
ЮФУ. Технические науки. – 2016. – № 3 (176). – С. 127-143.
5. Веселов Г.Е., Лебедев Б.К., Лебедев О.Б. Биоинспирированный алгоритм планирования траек-
тории в условиях частичной неопределенности и наличии перемещающихся препятствий // Интег-
рированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте: Сб. научных трудов XI-й
Международной научно-технической конференции. – Смоленск: Универсум, 2022. – С. 298-309.
6. Каляев И.А., Гайдук А.Р., Капустян С.Г. Методы и модели коллективного управления в группах
роботов. – М.: Физматлит, 2009. – 280 с.
7. Котов Д.В., Лебедев О.Б. Управление передвижением группы БПЛА с соблюдением геометри-
ческой структуры строя на основе альтернативной коллективной адаптации // Известия ЮФУ.
Технические науки. – 2024. – № 1. – С. 155-167.
8. Лебедев Б.К., Лебедев О.Б., Бесхмельнов М.И. Децентрализованное управление группой авто-
номных подвижных объектов при формировании траектории движения // Известия ЮФУ. Тех-
нические науки. – 2024. – № 6. – С. 177-190.
9. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю. Управление подвижными объектами в определенных и неопре-
деленных средах. – М.: Наука, 2011.
10. Лебедев Б.К., Лебедев О.Б. Гибридный алгоритм ситуационного планирования траектории на
плоскости в условиях частичной неопределенности // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия
«Приборостроение». – 2018. – № 1. – С. 76-93.
11. Лебедев Б.К., Лебедев О.Б. Планирование двухмерной траектории в условиях частичной неоп-
ределенности на основе интеграции волнового и муравьиного алгоритмов // Сб. трудов V Все-
российской Поспеловской конференции с международным участием «Гибридные и синергети-
ческие интеллектуальные системы». – Зеленоградск: Изд-во Балтийский федеральный универ-
ситет им. Иммануила Канта. – 2020. – С. 87-94.
12. Карпенко А.П. Современные алгоритмы поисковой оптимизации. Алгоритмы, вдохновленные
природой: учеб. пособие. – 3-е изд. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021. – 448 с.
13. Городецкий В.И. Управление коллективным поведением роботов в автономной миссии // Робо-
тотехника и техническая кибернетика. – 2016. – № 1 (10). – С. 40-54.
14. Chen S., Eshaghian M.M. A fast recursive mapping algorithm // Department of computer and information
science. – New Jersey, USA: New Jersey, 2013. – P. 219-227.
15. Кузнецов А.В. Модель движения и взаимодействия системы интеллектуальных агентов // Вестник
ВГУ. Серия: Системный анализ и информационные технологии. – 2018. – № 2. – С. 130-138.
16. Байгутлина И.А. Реализация новых сервисов с использованием робототехнических комплексов
// Славянский форум. – 2021. – № 4 (34). – С. 162-170.
17. Морозова Н.С. Децентрализованное управление движением строя роботов при динамически из-
меняющихся условиях // Искусственный интеллект и принятие решений. – 2015. – Т. 1. – С. 65-74.
18. Веселов Г.Е., Лебедев Б.К., Лебедев О.Б. Управление движением группы мобильных роботов в
колонне // Научно-практический журнал Информатизация и связь. – 2021. – № 3. – С. 7-11.
19. Карпов В.Э. Коллективное поведение роботов. Желаемое и действительное // Современная ме-
хатроника: Сб. научных трудов Всероссийской научной школы. – 2011. – С. 35-51.
20. Успанова Р.А. Актуальные проблемы управления группой БПЛА // Тр. тринадцатой общерос-
сийской молодежной научно-технической конференции: в 2-х т. Сер. Библиотека журнала «Во-
енмех. Вестник БГТУ». – СПб., 2021. – № 76. – С. 128-130.
