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 ARTICLE VOL 32/SI - 2018  - pp.41-56  - doi:10.3166/ria.32.S1.41-56
TITRE
Recherche sur la planification de trajectoire de robot basée sur TGSA et la courbe de Bézier à trois ordres

TITLE
Robot path planning based on TGSA and three-order bezier curve

RÉSUMÉ

Compte tenu du problème de la faible capacité de recherche globale du robot et de la sécurité du mouvement dans la planification du trajet du robot, en particulier du problème de la façon de controuner doucement l'obstacle lorsque celui-ci est rencontré dans le processus d'optimisation du chemin de parcours global, cet article présente un mécanisme de lissage de trajectoire de robot basé sur l'algorithme TGSA (Tree Growth Simulation) et la courbe de Bézierà trois ordres. Dans la modélisation de l'environnement, la carte en grille en nid d'abeille (carte en grille Honeycomb, HGM) est appliquée pour diviser la carte de l’environnement en grille hexagonale avec la même taille, de sorte que l'angle de pas devienne plus petit lorsque le robot contourne l'obstacle, ce qui réduit le problème de collision causé par l'inertie dans une certaine mesure. En termes de recherche de chemin, basée sur le principe du phototropisme des plantes, l’algorithme de simulation de croissance d’arbre a été adopté pour effectuer une optimisation globale du chemin de traversée, qui peut contourner efficacement l’obstacle et trouver le chemin optimal. Dans le lissage de la trajectoire, la courbe de Bézier du troisième ordre est appliquée pour lisser le trajet. Le mécanisme de sélection de trajectoire est établi en fonction de la présence d'obstacle sur la trajectoire lissée et permet d'obtenir une trajectoire optimale. Enfin, la sécurité et le lissage du mouvement du robot sont également vérifiées par une expérience de simulation.



ABSTRACT

In view of the problem of robot’s weak global search ability and motion safety in robot path planning, this paper puts forward a robot path smoothing mechanism based on the Tree Growth Simulation Algorithm (TGSA) and Third-order Bezier Curve. In the environment modeling, the honeycomb grid map (Honeycomb Grid Map, HGM) is applied to divide the environment map into the hexagonal grid with the same size, so that the step angle becomes smaller when the robot bypasses the obstacle, which alleviates the collision problem caused by inertia to some degree. In terms of path search, based on the principle of phototropism of plants, the tree growth simulation algorithm was adopted to carry out global traversal path optimization, which can effectively bypass the obstacle and find out the optimal path. In the path smoothing, the Third-order Bezier curve is applied to smooth the path. The path selection mechanism is established based on whether there is obstacle on the smoothed path , and an optimal smooth path is obtained. The final comparison experiments verify that the safety and smoothness of the robot in this method are improved.



AUTEUR(S)
Zhenggang WANG, Guanling WANG, Chengxin YAO

MOTS-CLÉS
robot, planification du trajet, methode de la grille en nid d'abeille, algorithme de simulation de la croissance des arbres, courbe de beziera trois ordres

KEYWORDS
robot, path planning, honeycomb grid method, tree growth simulation algorithm, third-order bezier curve.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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