Plánování cesty pro neholonomní vozidlo v úlohách dohledu
Path Planning for Non-holonomic Vehicle in Surveillance Missions
Type of document
diplomová prácemaster thesis
Author
Váňa Petr
Supervisor
Faigl Jan
Opponent
Vonásek Vojtěch
Field of study
Umělá inteligenceStudy program
Otevřená informatikaInstitutions assigning rank
katedra počítačůRights
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://www.cvut.cz/sites/default/files/content/d1dc93cd-5894-4521-b799-c7e715d3c59e/cs/20160901-metodicky-pokyn-c-12009-o-dodrzovani-etickych-principu-pri-priprave-vysokoskolskych.pdfVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://www.cvut.cz/sites/default/files/content/d1dc93cd-5894-4521-b799-c7e715d3c59e/cs/20160901-metodicky-pokyn-c-12009-o-dodrzovani-etickych-principu-pri-priprave-vysokoskolskych.pdf
Metadata
Show full item recordAbstract
Diplomová práce se zabývá plánováním cesty pro neholonomní vozidla v úlohách dohledu. V práci uvažujeme vozidlo s omezených poloměrem zatáčení, které modelujeme jako Dubinsovo auto. V práci definujeme problém dohledu jako úlohu plánování cesty přes více cílů (oblastí) pro Dubinsovo auto. Tento problém je znám jako Dubinsův problém obchodního cestujícího s okolím (DTSPN). V literatuře můžeme nalézt několik přístupů k řešení tohoto nekonečného kombinatorického problému. Například řešení založené na genetických algoritmech nebo přístup využívající transformace problému na varianty úlohy obchodního cestujícího. V této práci studujeme vlastnosti optimálního řešení DTSPN, které jsou následně využity v návrhu nového způsobu řešení založeného na dvoufázovém přístupu. Nejprve je určeno pořadí cílových regionů řešení úlohy eukleidovského obchodního cestujícího a následně je použita nově navržená iterativní optimalizační procedura, která hledá nejkratší cestu pro Dubinsovo auto procházející všemi cílovými oblastmi. Navržený algoritmus je porovnán s ostatními existujícími přístupy. Z výsledků vyplývá, že námi navržený algoritmus poskytuje řešení srovnatelné kvality s ostatními přístupy, přičemž je výrazně méně výpočetně náročný. In this thesis, we address the problem of optimal path planning for a nonholonomic vehicle in surveillance missions. We consider car-like vehicles with a limited turning radius, modeled as the Dubins vehicle. We formulate the surveillance mission as a multi-goal path planning problem to visit a set of regions by Dubins vehicle, which is also known as the Dubins Traveling Salesman Problem with Neighborhoods (DTSPN). Several approaches for solving this infinite combinatorial optimization problem can be found in literature, including genetic algorithms or reduction to other variants of the TSP. We study the properties of the optimal path for the DTSPN and we provide detailed analysis of the optimal solution of the restricted problem where regions are in a distance longer than four times of the turning radius. Based on this analysis, we propose a new local iterative optimization procedure to find Dubins path visiting the regions. Experimental results indicate that the procedure provides better solutions with lower computational requirements than existing approximation approaches.
Collections
- Diplomové práce - 13136 [833]