ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАНИРОВАНИЯ ПУТИ МОБИЛЬНОГО РОБОТА С ИСКУССТВЕННЫМ ПОТЕНЦИАЛЬНЫМ ПОЛЕМ
Authors: Угловский А.С. 
Published: January 2025

В данной научной статье предложена методология, основанная на использовании виртуальных полей для управления движением робота, а линии напряжённости определяют правильные траектории для движения. Для моделирования системы управления была применена среда разработки Matlab, которая позволила разработать двухконтурную систему управления, регулирующую как направление, так и скорость движения робота в соответствии с заданными траекториями. Эта методология обеспечивает более точный и гибкий подход к управлению мобильными роботами в различных средах. Исследование показало, что предложенная методология управления движением робота с использованием силы притяжения и ограничения угловой скорости, обеспечивает эффективное движение в рабочем пространстве с препятствиями. Однако на практике наблюдаются ошибки локализации, особенно при изменении ориентации и поворотах, что может привести к неспособности робота избежать препятствий и достичь конечного пункта назначения. Эти ошибки, накапливаемые локализацией Рунге-Кутты, требуют дальнейшего изучения и улучшения для повышения точности и надёжности системы управления. Предложенная стратегия управления движением мобильных роботов, основанная на информационных искусственных потенциальных полях, успешно обеспечивает целенаправленное движение с обходом препятствий. Двухконтурная система управления, регулирующая скорость и направление, показала высокую эффективность в моделировании движения робота в среде Matlab. Результаты моделирования подтверждают применимость и эффективность новой методологии в реальных условиях, что открывает новые возможности для развития автономных систем управления в робототехнике.

This scientific article proposes a methodology based on the use of virtual fields to control the movement of the robot, and the lines of tension determine the correct trajectories for movement. To simulate the control system, the Matlab development environment was used, which made it possible to develop a two-circuit control system that regulates both the direction and speed of the robot's motion in accordance with the given trajectories. This methodology provides a more precise and flexible approach to controlling mobile robots in different environments. The study showed that the proposed methodology for controlling the movement of the robot using the attractive power and limiting the angular rate, provides effective movement in the operating space with obstacles. However, localization errors are observed in practice, especially when changing orientation and turning, which can lead to the inability of the robot to avoid obstacles and reach its final destination. These errors accumulated by the localization of Runge-Kutta require further study and improvement to increase the accuracy and reliability of the control system. The proposed strategy for controlling the movement of mobile robots, based on information artificial potential fields, successfully provides goal directed movement while avoiding obstacles. A two-circuit control system that regulates speed and direction has shown high efficiency in simulating robot motion in a Matlab environment. The modeling results confirm the applicability and effectiveness of the new methodology in real conditions, which opens up new opportunities for the development of autonomous control systems in robotics.