Otimização bioinspirada aplicada na localização de robôs móveis

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Bastos, Lara Furtado
• Orientador(a): Marcato, André Luís Marques
• Banca de defesa: Nascimento, Tiago Pereira , Oliveira, Leonardo Willer de , Olivi, Leonardo Rocha
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Localização; Robô móvel; Algoritmo de morcego; Filtro de partículas; Algoritmo bioinspirado; Localization; Mobile robot; Bat algorithm; Particle filter; Bioinspired algorithm
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4174

O presente trabalho apresenta a adaptação e utilização de um algoritmo da área de inteligência artificial evolucionária, bioinspirado no sistema de ecolocalização de morcegos, para resolver o problema da localização global de robôs móveis em ambientes bidimensionais com mapas conhecidos. Sabe-se, por meio da literatura, que a localização de robôs baseada apenas em dedução via hodometria, do inglês deduced reckoning ou dead-reckoning, acumula diversos erros de origem estocástica, os quais não podem ser eliminados de maneira determinística, fazendo-se necessários métodos de filtragem estatística para a correta obtenção da localização. Dentre as diversas alternativas conhecidas para solucionar o problema de localização, escolheu-se o Método Recursivo de Monte Carlo, também denominado por Filtro de Partículas, para comparação com os resultados obtidos pelo algoritmo de morcego, por suas características multimodais e não-paramétricas, sendo este um algoritmo clássico na área de localização robótica. O algoritmo de morcegos, do inglês Bat Algorithm, é um método recursivo de otimização de estados de um sistema que se encontra num ambiente multimodal. É bioinspirado nos sistemas de ecolocalização encontradas em morcegos e outros animais na natureza. Nos resultados de comparação entre ambos os métodos, a técnica proposta demonstrou melhores resultados tanto para o erro entre a localização real e a estimada pelos métodos quanto para o número de iterações necessárias para alcançar a solução e, consequentemente, o tempo de convergência do algoritmo. Para o desenvolvimento deste trabalho, utilizou-se o programa Matlab R integrado com a plataforma ROS, juntamente com o robô móvel terrestre Pioneer P3-DX para os resultados simulados e reais.