THUẬT TOÁN TRÁNH VA CHẠM THỜI GIAN THỰC CHO ROBOT TỰ HÀNH DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP TIMED ELASTIC BAND (TEB)

Abstract

Trong bối cảnh Cách mạng Công nghiệp 4.0, yêu cầu điều hướng an toàn và tối ưu thời gian thực đặt ra thách thức lớn đối với các hệ thống Robot tự hành và Xe dẫn hướng tự động. Các phương pháp lập kế hoạch cục bộ dựa trên cân bằng lực, như Elastic Force, dù phản ứng nhanh nhưng còn hạn chế trước các môi trường phức tạp và khó tích hợp ràng buộc động học. Bài báo đề xuất chuyển dịch từ mô hình dựa trên lực sang phương pháp tối ưu hóa phi tuyến dựa trên đồ thị thông qua thuật toán Timed Elastic Band. Bằng cách biểu diễn quỹ đạo dưới dạng Hyper-graph và tối ưu đồng thời trạng thái và thời gian, Timed Elastic Band giải quyết hiệu quả bài toán đa mục tiêu trong lập kế hoạch cục bộ. Kết quả cho thấy Timed Elastic Band vượt trội so với các phương pháp truyền thống, đồng thời cung cấp giải pháp khả thi cho việc nâng cấp hệ thống điều hướng robot với sự cân bằng tối ưu giữa an toàn, độ mượt và hiệu suất thời gian thực.