Plánování pohybu robotu s využitím přístupu založeném na počítačové geometrii

Computational Geometry-Based Approach to Robot Motion Planning

book chapter

en

In robot motion planning the robot should pass around the obstacles, from a given starting position to a given target position, touching none of them, i.e. the goal is to find a collision-free path from the starting to the target position. This task has many specific formulations depending on the shape of obstacles, allowable directions of movements, knowledge of the scene, etc. Research on path planning has yielded many fundamentally different approaches to its solution that can be classified as roadmap methods (visibility graph method, Voronoi diagram) and methods based on cell decomposition. In this work, an approach based on Voronoi diagrams is proposed, considering point, straight line and polygonal obstacles in a completely known scene.

V úloze plánování pohybu robotu má robot projít z počáteční do koncové pozice ve scéně s překážkami tak, aby nedošlo ke kolizi s některou z překážek. Tato úloha má řadu specifických formulací, které závisí na tvaru překážek, povolenému způsobu pohybu, znalosti scény atd. Výzkum této problematiky přinesl několik zcela odlišných přístupů řešení, které jsou klasifikovány jako metody silniční mapy (patří sem grafy viditelnosti a Voronoiovy diagramy) a metody založené na dekompozici scény na síť buněk. V příspěvku je navržen přístup založený na Voronoiových diagramech s uvažením bodových, čárových a mnohoúhelníkových překážek ve známé scéně.

In robot motion planning the robot should pass around the obstacles, from a given starting position to a given target position, touching none of them, i.e. the goal is to find a collision-free path from the starting to the target position. This task has many specific formulations depending on the shape of obstacles, allowable directions of movements, knowledge of the scene, etc. Research on path planning has yielded many fundamentally different approaches to its solution that can be classified as roadmap methods (visibility graph method, Voronoi diagram) and methods based on cell decomposition. In this work, an approach based on Voronoi diagrams is proposed, considering point, straight line and polygonal obstacles in a completely known scene.

motion planning, computational geometry, roadmap methods, Voronoi diagram

2005

30.12.2005

Brno University of Technology, FME

Brno

80-214-3144-X

Březina, T. (ed.): Simulation Modelling of Mechatronics Systems I

11