智慧型越獄路線規劃

Abstract

機器人路經規劃一直是個重要的研究方向。 過去傳統的路徑規劃通常將機器人外型與複雜的 現實環境作簡化的假設，以便求出由起始點至終點 的最短路徑。在考慮了機器人的外在型態與環境的 互動而有學者定義了鋼琴移動問題(Piano Mover’s Problem)，機器人除了規劃最短路徑的同時還必須 在經過狹窄道路時具備旋轉的能力。為了模擬真實 的環境與減少簡化性的假設，我們以可移動與固定 障礙物與權重區域還有探照燈建構出越獄場景，機 器人必須在此場景中規劃出且能夠閃避探照燈、障 礙物以及盡量避開高權重區域或是重力、風速、水 流等自然因素而由起始點至終點的越獄路徑，我們 將此問題定義為Prison Breaker’s Problem。本文的 路徑演算法是由High Geometry Maze Router 架構 發展而來，在二維網格圖上的單一網格機器人能夠 避開移動的探照燈光區並且考慮環境中的靜態與 移動的權重區域與障礙物，必要時尋找掩蔽物與等 待適當時機再繼續規劃通往終點的路徑。其時間複 雜度為O(dN+qN)，其中N 為地圖的網格數目，d 為探照燈來回轉動週期，q 是為了達到動態規劃的 目的由起始點至終點(假如可到達終點)含等待所 需的時間，其值大於等於路徑總長度。