dizertační práce

Expert Systems and Advanced Algorithms in Mobile Robots Path Planning

Text práce 5.4 MB Teze 1.56 MB

Autor práce: Ahmad Abbadi, Ph.D.

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: doc. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D.

Oponenti: Oponent bude zobrazen po zveřejnění jeho hodnocení.

Abstrakt:

Metody plánování pohybu jsou významnou součástí robotiky, resp. mobilních robotických platforem. Technicky je realizace plánování pohybu z globální úrovně převedena do posloupnosti akcí na úrovni specifické robotické platformy a definovaného prostředí, včetně omezení.
V rámci této práce byla provedena recenze mnoha metod určených pro plánování cest, přičemž hlavním těžištěm byly metody založené na tzv. rychle rostoucích stromech (RRT), prostorovém rozkladu (CD) a využití fuzzy expertních systémů (FES). Dosažené výsledky, resp. prezentované algoritmy, využívají dostupné informace z pracovního prostoru mobilního robotu a jsou aplikovatelné na řešení globální pohybové trajektorie mobilních robotů, resp. k řešení specifických problémů plánování cest s omezením typu úzké koridory či překážky s proměnnou polohou v čase.
V práci jsou představeny nové plánovací postupy využívající výhod algoritmů RRT a CD. Navržené metody jsou navíc efektivně rozšířeny s využitím fuzzy expertního systému, který zlepšuje jejich chování.
Práce rovněž prezentuje řešení pro plánovací problémy typu identifikace úzkých koridorů, či významných oblastí prostoru řešení s využitím přístupů na bázi dekompozice prostoru. V řešeních jsou částečně zahrnuty sub-optimalizace nalezených cest založené na zkracování nalezené cesty a vyhlazování cesty, resp. nahrazení trajektorie hladkou křivkou, respektující lépe předpokládanou dynamiku mobilního zařízení.
Všechny prezentované metody byly implementovány v prostředí Matlab, které sloužilo k simulačnímu ověření efektivnosti vlastních i převzatých metod a k návrhu prostoru řešení včetně omezení (překážky). Získané výsledky byly vyhodnoceny s využitím statistických přístupů v prostředí Minitab a Matlab.

Klíčová slova:

Plánování pohybu, plánování cest, RRT, rychle rostoucí stromy, expertní system, fuzzy system, prostorový rozklad

Termín obhajoby

11.3.2016

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaPznamka

Průběh obhajoby

Disertant prokázal vysokou úroveň teoretických znalostí a schopnost je tvůrčím způsobem rozvinout a navrhnout metody a postupy, které posunují vědecké poznání.

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní obor

Konstrukční a procesní inženýrství (D-KPI)

Složení komise

prof. RNDr. Ing. Miloš Šeda, Ph.D. (předseda)
doc. RNDr. PaedDr. Eva Volná, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Roman Šenkeřík, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Pavel Ošmera, CSc. (člen)
doc. Mgr. Jaroslav Hrdina, Ph.D. (člen)