Multi-objective mobile robot path planning applied in autonomous robotic inspection of outdoor environment

Abstract

Σε αυτή τη διπλωματική προτείνουμε μία λύση για ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης πολλαπλών κριτηρίων που αναφέρεται σε μία εργασία επιθεώρησης στοιχείων εξωτερικού χώρου με χρήση αυτόνομου κινούμενου τετράτροχου ρομπότ. Ένας χρήστης επιλέγει συγκεκριμένα στοιχεία που κρίνει χρήσιμο να επιθεωρηθούν, και τα προγράμματά μας με τη σειρά τους βάσει της επιλογής αυτής και πληροφοριών για το χάρτη του περιβάλλοντος αυτού, που είναι από πριν γνωστές, προτείνουν τη βέλτιστη ακολουθία από σημεία που πρέπει να επισκεφτεί το ρομπότ για να φέρει σε πέρας με βέλτιστο τρόπο την προαναφερθείσα εργασία. Οι μετρικές που λαμβάνουμε υπόψιν είναι τόσο ο συνολικός χρόνος της κίνησης, που έχει άμεση συσχέτιση με τη συνολική απόσταση και ενέργεια που θα καταναλωθεί τελικώς, καθώς και η συνολική οπτική και υπέρυθρη πληροφορία που θα συλλεχθεί. Αναλύσαμε διεξοδικά σχετικά έργα της βιβλιογραφίας και σχεδιάσαμε και υλοποιήσαμε μία μέθοδο για το σκοπό αυτό. Σύμφωνα με αυτή, μετατρέπουμε το πρόβλημα σε μικρότερα και λύνουμε το κάθε ένα ξεχωριστά. Αυτά αποτελούνται αρχικά, από μία διαδικασία εύρεσης πιθανών σημείων ενδιαφέροντος που αποτελούν καλές εικονοληπτικές θέσεις και μία διεργασία σχεδίασης μονοπατιών, τα οποία διενεργούνται προπαρασκευαστικά για τη συνέχεια. Ακολούθως, βάσει αυτών των δεδομένων και της επιλογής του χρήστη, μετατρέπουμε το πρόβλημα σε Γενικευμένο Πρόβλημα Πλανόδιου Πωλητή (GTSP) και το λύνουμε χρησιμοποιώντας τον GLNS Solver, που παρουσιάζει τις καλύτερες επιδόσεις συγκριτικά με τους υπόλοιπους state of the art λύτες.