خوارزمية A* محسنة لروبوت DDMR ضمن قيود ستاتيكية وديناميكية مع دراسة مقارنة مع DWA وDijkstra وRRT وA* التقليدية

الملخص

هذه تقدم الورقة البحثية منهجية جديدة لتخطيط المسار تعتمد على خوارزمية A* التقليدية وتطبيقها على روبوت نقال تفاضلي ذو عجلتين من نوع DDMR. تدعم المنهجية المقترحة الملاحة المستقلة مع تجنب العوائق، كما تتعامل مع أوجه القصور في خوارزمية A* التقليدية، مثل زوايا الانعطاف الكبيرة في مسار الروبوت، والمسارات غير السلسة، وقابلية التطبيق فقط في البيئات الثابتة.  تعتمد المنهجية المقترحة على تحسين خوارزمية A* بوجود دالة استدلالية مرجحة مدمجة بدالة انحناء، حيث تقلل الدالة التقديرية الموزونة طول المسار، بينما تعمل دالة الانحناء على جعل المسار أكثر سلاسة. تمت المحاكاة من خلال ثلاثة سيناريوهات مختلفة للخرائط مع ضبط بارامترات الملاحة للروبوت والبيئة المقترحة بنفس القيم لتقييم الطريقة المقترحة، في بيئة نظام التشغيل ROS (noetic)، حيث تم استخدامGazebo  و RVizلمحاكاة ثلاثة سيناريوهات مختلفة مع معلمات تنقل متسقة للخوارزميات التي تمت دراستها لإجراء مقارنة بين الخوارزمية المقترحة مع DWA وDijkstra وRRT وخوارزميات A* التقليدية.

أثبتت المقارنة تفوق الخوارزمية المقترحة نجحت في تنعيم المسار من خلال إزالة نقاط التحول الزائدة، وتقليل طول المسار بنسبة 60%. كما تمت دراسة تأثير الأوزان وزوايا الانحناء على دالة المسافة، وكذلك تأثيرات بارامترات خريطة التكلفة المحلية والعالمية على المنهجية المقترحة.