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25.10.2021 | Original Article | Ausgabe 4/2021

Artificial Life and Robotics 4/2021

Real-time global path planning for mobile robots with a complex 3-D shape in large-scale 3-D environment

Zeitschrift:
Artificial Life and Robotics > Ausgabe 4/2021
Autoren:
Xixun Wang, Kozo Moriyama, Lucas Brooks, Shin Kameyama, Fumitoshi Matsuno
Wichtige Hinweise
This work was presented in part at the 26th International Symposium on Artificial Life and Robotics (Online, January 21–23, 2021).

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Real-time global path planning in a large-scale dynamic environment for mobile robots is a complex task, especially when the 3-D configurations of the mobile robots and obstacles are considered. There is an existing method for real-time path planning for fixed manipulators in a small field that uses a parallel version of 3-D collision detection to enable/disable edges of a prior generated probabilistic roadmap when the environment is dynamically changing. In this research, we modify the state-of-the-art method to adapt to the global path planning of the mobile robot. We propose a hierarchical probabilistic roadmap to adapt to a large-scale environment. Finally, the real-world experiment is carried out to demonstrate that a mobile robot with a complex 3-D shape can navigate itself in a complex environment with pipes. And another simulation experiment is carried out to prove that the proposed method takes 0.15 s to calculate the global path in a large-scale environment which is a 100-meter square field.

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