Um novo método de planejamento de caminho para robôs baseado em espuma probabilística

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Silveira, Yuri Sarmento
• Orientador(a): Alsina, Pablo Javier
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECATRÔNICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Sistema robótico autônomo; Planejamento de caminho; Espuma aleatória; Bolha; Frente de onda; Árvore de busca
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS: ENGENHARIA MECATRÔNICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24115

O processo de planejamento de caminho é um problema bastante estudado na robótica. A capacidade de analisar o ambiente e definir a sequência de ações que levam um robô de uma localização inicial até uma localização final desejada, sem colidir com os obstáculos presentes no ambiente, é uma habilidade fundamental requerida para a criação de sistemas robóticos autônomos que possam executar diversas funções. Nesta dissertação, apresenta-se um estudo sucinto do estado da arte na área de planejamento de caminhos para sistemas robóticos autônomos, de forma a contextualizar o tema abordado neste trabalho. Cada método de planejamento possui sua própria estratégia de exploração do ambiente e planejamento do caminho. Nesta dissertação é proposto um novo método de planejamento de caminho para robôs. No método proposto, o espaço livre do ambiente é coberto de forma aproximada por um conjunto denominado Espuma Aleatória, a qual é composta por subconjuntos convexos superpostos denominados Bolhas. A partir da localização inicial, novas bolhas são criadas aleatoriamente na superfície da espuma, que se propaga pelo espaço livre, com comportamento semelhante à propagação de frentes de onda, gerando uma árvore de busca, até atingir a localização final. Desta forma, é possível encontrar uma sequência de bolhas concatenadas, denominada Rosário, que conecta a localização final à inicial. Um caminho válido pode ser facilmente obtido dentro do espaço de manobra definido pelo rosário. O processo de busca no método proposto é determinado por apenas dois parâmetros. Critérios para a sua sintonia são estudados e apresentados neste trabalho. De forma a validar o método proposto, o seu desempenho foi avaliado através de simulações computacionais para diferentes estudos de caso.