Оптимизация метода фарватера в задачах потенциального управления мобильным роботом в среде с препятствиями

Сагателян А.Д., Филимонов Н.Б.

Ключевые слова: мобильные роботы, потенциальное управление, метод фарватера, оптимизация входа в фарватер, оптимизация движения по фарватеру.

Аннотация. В методах навигации и управления мобильных роботов, основанных на искусственных потенциальных полях, метод фарватера позволяет избежать попадания в локальные минимумы и обеспечить безопасное движение к цели. Однако при наличии нескольких фарватеров в рабочей среде остаются открытыми вопросы автоматического выбора как самого фарватера, так и пути входа в него. В работе ставится и решается задача оптимизации метода фарватера как задача минимизации суммарной стоимости движения МР до цели, включающей стоимость входа в фарватер и стоимость дальнейшего движения по нему. Предложен алгоритм автоматического выбора фарватера и точки входа в него, обеспечивающий баланс между качеством фарватера и затратами на его реализацию. Для оценки стоимости движения мобильного робота по фарватеру используется нейросетевая аппроксимация функции стоимости, обученная на данных имитационного моделирования.

Optimization of the fairway method in tasks potential control of a mobile robot in an environment with obstacles

Sagatelian A.D., Filimonov N.B.

Keywords: mobile robots, potential control, fairway method, optimization of fairway entrance, optimization of fairway movement.

Abstract. In the methods of navigation and control of mobile robots based on artificial potential fields, the fairway method allows you to avoid hitting local minima and ensure safe movement to the target. However, if there are several fairways in the working environment, the issues of automatic selection of both the fairway itself and the entrance path remain open. The paper sets the task of optimizing the fairway method as the task of minimizing the total cost of mobile robot movement to the target, including the cost of entering the fairway and the cost of further movement inside it. An algorithm for automatically selecting a fairway and its entry point is proposed, ensuring a balance between the quality of the fairway and the cost of its implementation. To estimate the cost of MR movement along the fairway, a neural network approximation of the cost function is used, trained on simulation data.