Towards Optimal Curvature-Constrained Tours in Robotic Applications
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
INTER-EXCELLENCE
Call for proposals
INTER-EXCELLENCE 21 (SMSM2019LTAIZ)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta elektrotechnická
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
LTAIZ19013
Alternative language
Project name in Czech
Plánování optimálních trajektorií přes více cílů pro neholonomní robotické systémy s omezenou manévrovatelností
Annotation in Czech
Cílem projektu je rozvoj metod plánování trajektorií pro neholonomní robotické systémy motivované dvěma základními aplikačními scénáři a to plánování misí pro vzdušné prostředky a plánování pro robotickou laparoskopickou chirurgii. V obou případech je totiž na trajektorii robotu nebo nástroje kladen požadavek minimální křivosti, který vyplývá z kinematických vlastností systému. V obou případech se také jedná o problém plánování trajektorie přes více cílů, který zahrnuje nejen hledání optimálního tvaru trajektorie, ale také určení optimálního pořadí navštívení požadovaných oblastí. Jedná se tak o výpočetně náročný problém, který kombinuje kombinatorickou optimalizaci určení pořadí navštívení oblastí se spojitou optimalizací více proměnných definující požadovanou trajektorii, ale také určení konkrétních místa navštívení požadovaných oblastí. Projekt navazuje na současné výsledky řešitelského kolektivu v úloze optimálního plánování trajektorií přes více cílů pro neholonomní systémy s využitím modelu Dubinsova vozidla, ale s předem daným pořadím navštívení. V projektu si klademe za cíl využít existujícího řešení založeného na těsném odhadu dolní meze ceny řešení v úloze rozšířené o hledání optimálního pořadí navštívení. V projektu uvažujeme propojení řešení kombinatorické optimalizace metodami větví a mezí doplněné o efektivní určení řezných rovin vycházející z dolní a horní meze délky množných trajektorií. V další části projektu je uvažováno rozšíření navrženého postupu řešení o obecný model neholonomních systémů založený na vzorkovacích metodách plánování pohybu, které budou studovány v izraelské části projektu.
Scientific branches
R&D category
VV - Exeperimental development
OECD FORD - main branch
20204 - Robotics and automatic control
OECD FORD - secondary branch
20204 - Robotics and automatic control
OECD FORD - another secondary branch
20204 - Robotics and automatic control
CEP - equivalent branches <br>(according to the <a href="http://www.vyzkum.cz/storage/att/E6EF7938F0E854BAE520AC119FB22E8D/Prevodnik_oboru_Frascati.pdf">converter</a>)
JD - Use of computers, robotics and its application
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
In the final stage of the project, we published a solution to the optimal muti-goal planning for Dubins vehicles using the Max-DIP and motion planning for curvature-constrained systems in obstacle environments. The main result is the design of a novel optimal solution to the Dubins Traveling Salesman Problem with Neighborhoods using the branch and bound method. In addition, two methods for generating safe trajectory corridors that minimize the risk of failure and falling along the ballistic curve with a guarantee of safe gliding flight to the landing site in the case of a total thrust loss type failure have been published.
Solution timeline
Realization period - beginning
Sep 1, 2019
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Feb 24, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-MSM-LT-U
Data delivery date
Jun 30, 2023
Finance
Total approved costs
3,725 thou. CZK
Public financial support
3,725 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK