Comparative analysis of RRT-based methods for pathfinding in underground environment

Abstract

The importance of finding a path for autonomous moving robots is indispensable, because the successful achievement of the target location depends on the solution of this problem. There are a large number of different methods of finding the way, which differ in the accuracy of work, speed, the need for additional equipment. Underground environments, such as mines and tunnels, differ from other structures and open space, and therefore,require different approach when performing pathfinding, as narrow, curved passages and heterogeneous structure could render some of the pathfinding methods ineffective. However, methods based on rapidly exploring random trees (RRT) maintain their effectiveness because they are unaffected by the complexity of the environment. In this article presented a comparison of the three RRT-based methods: RRT, RRT-connect and RRT*.

Важливість пошуку шляху для автономних рухомих роботів незмінна, адже від вирішення цієї проблеми залежить успішне досягнення цільового розташування. Є велика кількість різних методів пошуку шляху, які від-різняються точністю роботи, швидкістю, необхідністю в додатковому устаткуванні. Підземні середовища, такі як шахти та тунелі, відрізняються від інших споруд та відкритого простору, а отже, вимагають іншого підходу при здійсненні пошуку маршруту, оскільки вузькі вигнуті проходи та гетерогенна структура можуть зробити деякі методи проходження маршруту неефективними. Однак методи, засновані на швидкому дослідженні випадкових дерев (RRT), зберігають свою ефективність, оскільки на них не впливає складність навколишнього середовища. У цій статті представлено порівняння трьох методів на основі RRT: RRT, RRT-connect та RRT*.