Взаємозавадна швидкість

У робототехніці та плануванні руху, взаємозавадна швидкість (англ. Velocity Obstacle, зазвичай скорочено V.O) — це швидкість агента, яка призведе до зіткненні з іншим агентом в якийсь момент часу, за умови, що інший агент зберігає свою поточну швидкість[1]. Якщо агент вибирає швидкість всередині множини взаємозавданих швидкостей, то два агенти в кінцевому підсумку стикаються, якщо він вибирає швидкість поза взаємозавадними швидкостями, таке зіткнення гарантовано не відбувається[1]. Цей алгоритм запобігання зіткнень для агента було неодноразово пере відкрито і опубліковано під різними назвами: у 1989 році як підход бортового маневрування (англ. maneuvering-board approach)[2], у 1993 його було вперше представлено як «взаємозавадну швидкість»[3], у 1998 році, як зіткнення конусів[4] і у 2009 році заборонених карт швидкості[5]. Цей же алгоритм використовується у морській навігації з 1903 року[6].

The velocity obstacle VOAB for a robot A, with position xA, induced by another robot B, with position xB and velocity vB.

Взаємозавадна швидкість для агента спровокована агентом може бути описана як:

де є радіус-вектором з радіусом , а  — радіус-вектором з радіусом , та швидкістю . репрезентує круг перешкоди руху з центром та радіусом .

Варіації алгоритму: загальна взаємозавадна швидкість (англ. common velocity obstacles - CVO)[7], часоконечні взаємозавадні швидкості (англ. finite-time-interval velocity obstacles - FVO)[8], узагальнені перешкоди швидкості (англ. generalized velocity obstacles - GVO)[9], гібридні взаємні перешкоди швидкості (англ. hybrid reciprocal velocity obstacles - HRVO)[10], нелінійні взаємозавадні швидкості (англ. nonlinear velocity obstacles - NLVO)[11], взаємні перешкоди швидкості (англ. reciprocal velocity obstacles - РВО)[12] і рекурсивно імовірнісні взаємозавадні швидкості (англ. recursive probabilistic velocity obstacles - PVO)[13].

References

  1. Fiorini, P.; Shiller, Z. (July 1998). Motion planning in dynamic environments using velocity obstacles. The International Journal of Robotics Research (Thousand Oaks, Calif.: SAGE Publications) 17 (7): 760–772. ISSN 0278-3649. doi:10.1177/027836499801700706.
  2. Tychonievich, L. P.; Zaret, D.; Mantegna, R.; Evans, R.; Muehle, E.; Martin, S. (1989). A maneuvering-board approach to path planning with moving obstacles International Joint conference on Artificial Intelligence (IJCAI). с. 1017–1021.
  3. Fiorini, P.; Shiller, Z. (1993). Motion planning in dynamic environments using the relative velocity paradigm IEEE Conference on Robotics and Automation. с. 560–565.
  4. Chakravarthy, A.; Ghose, D. (September 1998). Obstacle avoidance in a dynamic environment: A collision cone approach. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics—Part A: Systems and Humans 28 (5): 562–574. doi:10.1109/3468.709600.
  5. Damas, B.; Santos-Victor, J. (2009). Avoiding moving obstacles: the forbidden velocity map IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). с. 4393–4398.
  6. Miller, F. S.; Everett, A. F. (1903). Instructions for the Use of Martin’s Mooring Board and Battenberg’s Course Indicator. Authority of the Lords of Commissioners of the Admirality.
  7. Abe, Y.; Yoshiki, M. (November 2001). Collision avoidance method for multiple autonomous mobile agents by implicit cooperation IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 01). New York, N.Y.: IEEE. с. 1207–1212. doi:10.1109/IROS.2001.977147.
  8. Guy, S. J.; Chhugani, J.; Kim, C.; Satish, N.; Lin, M.; Manocha, D.; Dubey, P. (August 2009). ClearPath: Highly parallel collision avoidance for multi-agent simulation ACM SIGGRAPH/Eurographics Symposium on Computer Animation (SCA 09). New York, N.Y.: ACM. с. 177–187. doi:10.1145/1599470.1599494.
  9. Wilkie, D.; v.d. Berg, J.; Manocha, D. (October 2009). Generalized velocity obstacles IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 09). New York, N.Y.: IEEE. doi:10.1109/IROS.2009.5354175.
  10. Snape, J.; v.d. Berg, J.; Guy, S. J.; Manocha, D. (October 2009). Independent navigation of multiple mobile robots with hybrid reciprocal velocity obstacles IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 09). New York, N.Y.: IEEE.
  11. Large, F.; Sekhavat, S.; Shiller, Z.; Laugier, C. (December 2002). Using non-linear velocity obstacles to plan motions in a dynamic environment IEEE International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision (ICARCV 02). New York, N.Y.: IEEE. с. 734–739. doi:10.1109/ICARCV.2002.1238513.
  12. v.d. Berg, J.; Lin, M.; Manocha, D. (May 2008). Reciprocal velocity obstacles for real-time multi-agent navigation IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 08). New York, N.Y.: IEEE. с. 1928–1935. doi:10.1109/ROBOT.2008.4543489.
  13. Fulgenzi, C.; Spalanzani, A.; Laugier, C. (April 2007). Dynamic obstacle avoidance in uncertain environment combining PVOs and occupancy grid IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 07). New York, N.Y.: IEEE. с. 1610–1616. doi:10.1109/ROBOT.2007.363554.


This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.