CÁC PHƯƠNG PHÁP TRÁNH VẬT CẢN
4.2.1 Tổng quan về phương pháp
Khi thiết lập đường đi cho Robot, bất cứ khi nào xuất hiện một vật cản mới, tồn bộ tiến trình xử lý đường dẫn đều cần phải tính tốn lại. Như vậy sẽ làm giảm tiến trình hệ thống, đặc biệt là trong mơi trường rộng lớn và cĩ nhiều chướng ngại vật động. Vùng khảo sát càng lớn thì hiệu quả của thuật tốn càng giảm, hơn nữa thuật tốn này khơng cho lợi ích gì khi Robot hoạt động trong mơi trường tương tự (vì tồn bộ tiến trình đều phải thực hiện lại từ đầu).
Để tránh nhược điểm của thuật tốn tìm đường vừa đề cập, Robot cần phải cĩ cơ cấu thiết lập đường đi tồn cục. Điều này sẽ đặc biệt hữu ích khi khơng gian Robot di chuyển cĩ cấu trúc tương tự nhau. Tuy nhiên do mơi trường Robot thám hiểm thường là mơi trường động nên nếu chỉ sử dụng một sơ đồ đường đi thì rất cĩ thể dẫn tới hệ thống bị mắc kẹt khi mơi trường thay đổi liên tục. Một cách giải quyết tốt hơn là tích hợp những ưu điểm của phương pháp dị đường cục bộ vào trong phương pháp dị đường tồn cục bằng cách xác định một loạt các đích phụ theo theo thứ tự mà Robot lần lượt phải đi tới trong bản đồ tồn cục, phương pháp dị đường cục bộ chỉ chịu trách nhiệm di chuyển giữa các đích phụ này và dĩ nhiên điểm cuối cùng mà Robot đi tới chính là đích cần phải đi tới ban đầu của Robot. Việc này cĩ thể được giải quyết bằng phương pháp lấy khung (Skeleton) của vùng khơng gian trống. Sau khi cĩ khung, ta sẽ tiến hành xử lý các điểm thuộc khung để đưa ra một đồ thị miêu tả về vùng khơng gian trống này.Trong quá trình thiết lập đường đi, vị trí cơ sở của Robot và đích phụ mong muốn đến sẽ được xác định rõ và đường di chuyển ngắn nhất sẽ được đưa ra bằng phương pháp tìm kiếm trên đồ thị.
Sơ đồ sau cho thấy 2 quá trình chủ yếu của bài tốn tránh vật cản dựa theo vùng khơng gian trống:
Bước 1. Tìm đường tồn cục
Đưa ra sơ đồ, tìm kiếm trên sơ đồ đưa ra các đích phụ. Tìm kiếm trong tập các đích phụ một đường đi tới đích chính
ngắn nhất.
phụ thuộc chính vào khoảng cách tương đối giữa hai đích phụ gần nhau, mỗi khoảng cách phải đủ ngắn để hệ thống cĩ thể đáp ứng kịp thời với sự thay đổi của mơi trường xung quanh. Trong khi Robot di chuyển nếu cĩ một chướng ngại vật mới xuất hiện thì chỉ cĩ một đoạn đường đi phụ phải tính lại. Do đĩ khối lượng tính tốn sẽ giảm và tốc độ hệ thống được gia tăng.
Sau đây là các bước để tìm khung của vùng khơng gian trống bằng phương pháp mỏng biên (Thinning – [12]): phương pháp Zhang-Suen.