Physical A*: Graph-Based Search Algorithm for Robot Navigation On-the-Go

dc.contributor.advisorMatiisen, Tambet
dc.contributor.authorShrestha, Anish
dc.contributor.otherTartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkondet
dc.contributor.otherTartu Ülikool. Tehnoloogiainstituutet
dc.date.accessioned2025-03-11T18:18:04Z
dc.date.available2025-03-11T18:18:04Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionRobotnavigeerimist käsitletakse tavaliselt trajektoori planeerimise ülesandena, mis toetub varem loodud kaardile. Varasem kaardistamine võib aga olla probleemne näiteks militaar ja pääste kasutusjuhtude puhul. Antud töö pakub nende olukordade jaoks välja lahenduse, mis põhineb kahetasemelisel planeerimis- ja navigeerimisalgoritmil nimega Füüsiline A*. Füüsiline A* on sarnane klassikalisele A* graafi läbimise algoritmile, ainult et graafi laiendamiseks läbib robot graafi tippe reaalselt, füüsilises maailmas. Madalama taseme planeerija pakub välja potentsiaalseid järgmiseid teekonnapunkte, milleni viib takistustevaba tee. Kõrgema taseme planeerija hindab tõenäosust, millise teekonnapunkti kaudu jõuaks kõige kiiremini sihtkohani. Kombineerides omavahel teekonnapunkti sõitmise teepikkust ja teekonnapunktist sihtkohta jõudmise hinnangut valib Füüsiline A* välja kõige optimaalsema teekonnapunkti järgmiseks külastuseks. Järk-järguline teekonnapunktide külastamine algoritmiliselt optimaalses järjekorras viib roboti lõpuks sihtkohta.
dc.description.abstractRobot navigation is commonly viewed as a trajectory planning problem, relying on a preexisting map. However, the availability of a prior map can be problematic, especially in military or rescue scenarios. This thesis elaborates on the concept of a two-level planning and navigation algorithm called physical A* to address this problem, focusing typically in use cases where a prior map is not known. Physical A* is an A* graph traversal where the robot physically drives along the nodes of the graph. The graph is constructed on-the-go. A lower level planning component proposes multiple waypoints stored as graph nodes. A higher level planner, with a broader understanding of the geographical or spatial context computes the goal heuristic for these nodes. Based on the goal heuristic, the waypoint with least cost is selected to explore towards the goal. Physical A* mainly concentrates on exploring the waypoints that would lead the robot towards the goal in the most optimal form.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10062/107721
dc.language.isoen
dc.publisherTartu Ülikoolet
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Estoniaen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ee/
dc.subjectrobot navigation
dc.subjecttrajectory planning
dc.subjectphysical A*
dc.subjectgraph traversal
dc.subjectgoal heuristic
dc.subject.othermagistritöödet
dc.titlePhysical A*: Graph-Based Search Algorithm for Robot Navigation On-the-Go
dc.title.alternativeFüüsiline A*: graafil põhinev otsingualgoritm ilma kaardita navigeerimiseks
dc.typeThesisen

Failid

Originaal pakett

Nüüd näidatakse 1 - 1 1
Laen...
Pisipilt
Nimi:
Shrestha_MSc2024.pdf
Suurus:
18.79 MB
Formaat:
Adobe Portable Document Format