A Mixed-Integer Approach for Motion Planning of Nonholonomic Robots under Visible Light Communication Constraints

要約

この研究では、可視光通信 (VLC) 接続要件の下での非ホロノミック ロボットのグループの動作計画の問題に対処します。
特に、ロボット チェーン制御システム (RCCS) によって実行される検査タスクを検討します。このタスクでは、リーダーが環境の関連領域を訪問する必要があり、残りのロボットは中継器として動作し、リーダーとベース ステーション間の接続を維持します。
私たちは、混合整数線形計画法 (MILP) を活用して、RCCS を調整し、時間と制御の労力を最小限に抑えながら、有向視線 (LOS)、有向ネットワーク上の接続、および非線形性の問題にも対処できる軌道プランナーを設計します。
ロボットのダイナミクスの様子。
この提案の有効性は、Turtlebot3 ロボット プラットフォームを使用した Gazebo 環境での現実的なシミュレーションで実証されます。

要約(オリジナル)

This work addresses the problem of motion planning for a group of nonholonomic robots under Visible Light Communication (VLC) connectivity requirements. In particular, we consider an inspection task performed by a Robot Chain Control System (RCCS), where a leader must visit relevant regions of an environment while the remaining robots operate as relays, maintaining the connectivity between the leader and a base station. We leverage Mixed-Integer Linear Programming (MILP) to design a trajectory planner that can coordinate the RCCS, minimizing time and control effort while also handling the issues of directed Line-Of-Sight (LOS), connectivity over directed networks, and the nonlinearity of the robots’ dynamics. The efficacy of the proposal is demonstrated with realistic simulations in the Gazebo environment using the Turtlebot3 robot platform.

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