Uma abordagem híbrida para o planejamento de caminhos para robôs móveis em ambientes semi-estruturados fechados e parcialmente observáveis

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Oliveira, Guilherme Carlos Rodrigues de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Algorítmos computacionais; Robôs - Programação; Robótica; Kinect (Controlador programável); Detectores; Ciência da Computação
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/23984

A robótica móvel aborda problemas relacionados a plataformas móveis, capazes de mudar sua localização no ambiente onde se encontram. Dentre as estratégias de navegação, encontra-se o planejamento de caminhos, cujo objetivo é encontrar rotas, ou um conjunto de ações, que levem um robô do local onde se encontra até um local de destino de forma eficiente. Para solucionar tal problema, deve-se levar em consideração algumas restrições, tais como capacidade de sensoriamento e tipo de ambiente. As soluções são divididas em duas formas distintas, o planejamento global e planejamento local. A primeira delas procura por caminhos completos que conectam o ponto de partida até o destino, evitando colisões com obstáculos conhe- cidos. Tal abordagem exige conhecimento prévio do ambiente e algum mecanismo de replanejamento para lidar com mudanças durante a navegação. Em contrapartida, a segunda lida com situações baseadas nas informações obtidas pelos sensores em tempo real, relacionadas ao desvio de obstáculos e limitadas à uma parte do ambi- ente onde o robô se move. Neste contexto, este trabalho aborda o planejamento de caminhos com uma solução híbrida, que mescla uma estratégia global e local. Para tal, utiliza-se uma navegação reativa (local) quando não existe informações prévias suficientes para traçar um caminho global. Enquanto o robô se move, as informa- ções captadas pelos sensores modelam, de forma incremental, o ambiente. Uma vez que as informações contidas no mapa sejam suficientes, utiliza-se a estratégia global para traçar um caminho. Durante o seguimento do caminho obtido pela es- tratégia global, o planejamento local é novamente utilizado para evitar colisões com obstáculos que não eram previamente conhecidos ou que mudaram de localização durante a navegação, dando, portanto, o caráter híbrido da solução. O algoritmo desenvolvido foi implementado, testado e validado em experimentos utilizando a plataforma robótica Pioneer P3-DX e o sensor de Xbox 360 Kinect. Tanto o robô quanto o sensor utilizados caracterizam plataformas de baixo custo, pois possuem capacidades limitadas de sensoriamento, característica que é utilizada para validar a eficiência do algoritmo.