Компьютерное исследование методов потенциальных полей в задачах планирования траектории движения мобильного робота в среде с препятствиями

Сагателян А.Д.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва

Филимонов Н.Б.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва

Ключевые слова: мобильные роботы, планирование траектории движения, искусственные потенциальные поля, метод фарватера, локальные минимумы, компьютерная апробация.

Аннотация. В статье проведён сравнительный анализ трех методов планирования траектории движения мобильных роботов в среде с препятствиями, основанных на концепции искусственных потенциальных полей. Рассматривается классический метод искусственных потенциальных полей – Artificial Potential Field и две его современные модификации: метод «фарватера» – Fairway, основанный на анализе силовых линий поля с выбором допустимой области движения и метод скалярной потенциальной поверхности – Scalar Potential Surfaces, основанный на выборе шага движения путем минимизации скалярной функции стоимости. Сравнение эффективности данных трех методов проводится путем их компьютерной апробации в среде Python по критериям вычислительной сложности, устойчивости к локальным минимумам, к качеству траекторий движения и к применимости в динамических средах.