Details

Целью работы является реализация алгоритма построения карты открытой местности и анализа её на проходимость. Задачей автономной навигации мобильного робота на открытой карте является безопасное передвижение робота из  точки в точку или иному маршруту, учитывая рельеф местности. Был проведён  информационно-аналитический поиск различных алгоритмов построения карты местности и анализа проходимости. В работе были рассмотрены различные подходы к решению задач глобальной и локальной навигации. Реализовано моделирование построения карты местности с использованием 3D лидара. На основании  построенной карты разработан алгоритм анализа проходимости пересечённой  местности, основанный на рельефных особенностях карты и технических характеристиках мобильного робота. Проведены вычислительные эксперименты в задачах планирования пути для оценивания составленного алгоритма. По результатам проведённых экспериментов продемонстрировано, что навигация на открытой пересечённой местности сильно отличается от навигации мобильного робота в офисных помещениях и для безопасного планирования пути робота необходим анализ проходимости.

The purpose of the work is to implement an algorithm for constructing a map of an open area and analyzing it for patency. The task of autonomous navigation of a mobile robot on an open map is to safely move the robot from point to point or another route, considering the terrain. An information and analytical search were carried out for various algorithms for the construction of a terrain map and terrain analysis. Various approaches to solving the problems of global and local navigation were considered in the work. A simulation of the construction of a terrain map using a 3D lidar has been implemented. Based on the constructed map, an algorithm has been developed for analyzing the cross-country terrain, based on the relief features of the map and the technical characteristics of the mobile robot. Computational experiments were carried out  in path planning tasks to evaluate the compiled algorithm. Based on the results of the  experiments, it was demonstrated that navigation in open rough terrain is very different  from navigation of a mobile robot in office premises and a cross-country analysis is  necessary for safe planning of the robots path.