МЕТОД ПОШУКУ БЕЗПЕЧНИХ ТРАЄКТОРІЙ РУХУ БЕЗПІЛОТНИХ АПАРАТІВ

Анотація

У статті запропоновано метод пошуку безпечних траєкторій руху в конфігураційному просторі, поданому м'якою наближеною або м'якою нечітко-наближеною топологією, що використовує коридори безпечного руху, засновані на суперпозиції багаторівневих доменів безпеки. Метод використовує модель конфігураційного простору, яку подано у вигляді дворівневої динамічної топології, що враховує визначені багаторівневі домени безпеки різних розмірів і форм. На першому рівні моделі визначаються м’які «вільний для руху» підпростір та підпростір перешкод, на другому рівні отримані м’які підпростори розбиваються на м’які наближені просторові елементи, що мають різні ступені безпеки та розмиті межі. Запропонований метод пошуку безпечних траєкторій руху послідовно звужує конфігураційний простір, використовуючи метод потенційних полів та метод пошуку подібних просторових конфігурацій із застосуванням евристики, заснованої на нелінійних властивостях дискретного простору пошуку, що дозволяє забезпечити продуктивність кінцевого пошуку безпечних траєкторій за методом RRT, достатню для динамічного планування спільного руху в системах управління безпілотними апаратами в реальному часі. Нелінійну евристику засновано на оцінці об’єму секторних комірок у сферичній топології, за рахунок чого обмежено вплив негативних явищ передискретизації й надто широкого розподілу випадкових точок та забезпечено адекватне врахування умов взаємодії й динаміки спільного руху безпілотних апаратів. Використання запропонованого методу дозволяє зменшити розмірність простору пошуку, що забезпечує продуктивність, достатню для динамічного планування спільного руху в системах керування реального часу.

Ключові слова: безпілотний апарат, конфігураційний простір, локальний пошук шляху, домен безпеки, безпечна траєкторія, коридор безпечного руху, м’яка топологія.