Журнал "Программная инженерия"
Теоретический и прикладной научно-технический журнал
ISSN 2220-3397

Номер 07 2025 год

DOI: 10.17587/prin.16.323-333
УДК: 004.942
Планирование пути движения бортовых космических летающих роботов в виртуальной трехмерной среде
Е. В. Страшнов, ст. науч. сотр., strashnov_evg@mail.ru, И. Н. Мироненко, науч. сотр., vstudio@niisi.ras.ru, Л. А. Финагин, науч. сотр., antifin@mail.ru, Федеральное государственное автономное учреждение «Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Москва

Рассмотрена задача планирования пути движения бортовых космических летающих роботов в виртуальной среде со статическими и динамическими препятствиями. Эта задача включает построение трехмерной карты виртуальной сцены, а также поиск пути движения робота на основе этой карты. Для построения карты предложен подход, в котором используются аппроксимирующие контейнеры, окружающие геометрию объектов, а также параллелепипеды, выровненные по осям мировой системы координат. На базе этого подхода разработаны оригинальные алгоритмы построения и обновления карты сцены с реализацией быстрых тестов пересечения между контейнерами и ячейками карты. В свою очередь, для поиска пути движения роботов предложена адаптация эвристического алгоритма А* для трехмерного случая, которая основана на представлении карты в виде графа регулярной декомпозиции. В рамках предлагаемого решения узлы графа пути формируются динамически, а узлы препят­ствий обрабатываются с помощью специальных множеств с их обновлением при изменении карты. Апробация разработанных алгоритмов и подходов проводилась в созданном комплексе виртуального окружения и показала их эффективность и адекватность для моделирования в масштабе реального времени движения бортовых космических летающих роботов без столкновения с препятствиями.

Ключевые слова: виртуальный космический летающий робот, внутрикорабельная деятельность, планирование пути, трехмерная карта, аппроксимирующий контейнер, граф, системы виртуального окружения
Стр. 323—333
Публикация выполнена в рамках государственного задания НИЦ «Курчатовский институт» — НИИСИ по теме № FNEF-2024-0002 «Математическое моделирование многомасштабных динамических процессов и системы виртуального окружения».
Ссылка для цитирования:
Страшнов Е. В., Мироненко И. Н., Финагин Л. А. Планирование пути движения бортовых космических летающих роботов в виртуальной трехмерной среде // Программная инженерия. 2025. Том 16, № 7. С. 323—333. DOI: 10.17587/prin.16.323-333.