Multi-layered costmap-based navigation of heterogenous mobile robots for material handling application

Graba, M., Kraiem, A., Kelouwani, S. et Amamou, A. (2023) Multi-layered costmap-based navigation of heterogenous mobile robots for material handling application. Dans CIGI Qualita MOSIM 2023, Trois-Rivières, Québec, Canada DOI 10.60662/bvym-ns41.

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Résumé

Dans le système actuel de manutention de matériel (MHS), la planification de trajectoire des robots mobiles autonomes (AMRs) repose uniquement sur la géométrie de l'espace de configuration, ce qui réduit les performances opérationnelles en milieu dynamique. Ainsi, plusieurs facteurs peuvent affecter l'efficacité de la navigation, notamment les sujets dynamiques opérants dans l’environnement partagé tels que les risques de collision et les conflits de navigation, ou les sémantiques statiques, tels que la friction et les pentes du sol. La prise en compte de ces aspects qui décrivent l'activité dans l’environnement opérationnel permet d'adapter la trajectoire à prendre ainsi que le mouvement de manière efficace. Cet article propose une architecture décentralisée pour identifier et partager les données liées à l'environnement entre les différentes plateformes. Les risques de collision non sécurisés auxquels est confronté chaque AMR sont modélisés à l'aide de la distribution par noyau et envoyés au serveur SGV-System sous forme de couche sémantique à fusionner en conséquence. Ensuite, la cartographie globale multi-couches résultante est publiée sur toutes les plateformes mobiles à des fins de planification de trajectoire. Une simulation est réalisée pour évaluer la méthode proposée en la comparant aux techniques de planification les plus récentes. Les résultats montrent l'efficacité de la méthode de navigation proposée.

In the current Material Handling System (MHS), Autonomous Mobile Robots (AMRs) path planning relies solely on the geometry of the configuration space, resulting in lower operating performances in a dynamic environment. Thus, several factors may affect the efficiency of navigation, this includes the dynamic subjects operating within the shared environment such as collision risks and navigation conflicts, or static semantics such as floor friction and floor slopes. Considering these aspects that describe the
dynamic activity within the operating environment allows to adapt the motion accordingly. This paper proposes a decentralized architecture to share the different static and dynamic semantic information related to navigation conflicts. Unsafe collision risks confronted by each AMR are modeled using kernel distributions and sent to the SGV-System Server as a semantic layer to be merged accordingly. Then, the resulting multi-layered global costmap is published to the mobile platforms in order to be used for
path planning purposes The simulation is conducted to evaluate the proposed method while comparing with the state-of-the-art planning techniques. The results show the effectiveness of the proposed navigation method.

Type de document:	Document issu d'une conférence ou d'un atelier (NON SPÉCIFIÉ)
Mots-clés libres:	Navigation autonome Efficacité énergétique Véhicule autoguidé Planification de la trajectoire Autonomous navigation Energy efficiency Autonomous Mobile Robot Trajectory planning
Date de dépôt:	16 août 2023 19:10
Dernière modification:	11 sept. 2023 20:11
URI:	https://collection-numerique.uqtr.ca/id/eprint/2036

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