Navegação de robôs utilizando curvas implícitas

Abstract

Em diversas aplicações robóticas que incluem monitoramento, mapeamento e vigilância, robôs devem seguir caminhos fechados que podem ter formas diversas, determinadas pela aplicação. Neste artigo é proposta uma metodologia para navegação de robôs em tarefas como estas, onde o caminho do robô pode ser definido como a intercessão de cur-vas de nível de determinadas funções. Além do caminho, a lei de controle do robô também é definida por meio de um campo vetorial criado a partir destas funções. A principal contribuição deste artigo é a construção de campos vetoriais em espaços n-dimensionais. Prova-se que um robô holonômico controlado por este campo converge e circula a curva especificada. O artigo mostra ainda que o campo resultante é contínuo e pode ser modificado para manter o módulo da velocidade do robô constante, característica importante para controle de alguns robôs aéreos, como é o caso de aviões não-tripulados. Finalmente, é mostrada uma técnica numérica, baseada na soma ponderada de funções de base radial, para criação das funções que determinam o caminho a ser seguido pelo robô. Simulações realizadas com um robô móvel não-holonômico sujeito a erros de localização ilustram o potencial da técnica para a navegação de diversos tipos de robôs.

Navigation of an Autonomous Car Using Vector Fields and the Dynamic Window Approach

“…If the vehicle crosses the border (what may happen in the case of localization errors or when an obstacle is obstructing the corridor), it may be subject to large accelerations that will try to make it come back the corridor. To avoid this, totally continuous velocity fields, such as the one by Gonçalves et al (2010), could be used to follow closed paths.…”

Parallel Sensor-Space Lattice Planner for Real-Time Obstacle Avoidance

“…In the proposed methodology, we frame the global plan as an artificial vector field that is designed to follow curves in the workspace. The computation of such artificial vector fields was extensively explored in [19,45], where it was proposed that a vector field in a two-dimensional environment can be obtained by the superposition of a normal component, N, which makes the robot converge to the curve to be followed, and a tangential component, T, which drives the robot along the curve. The vector field is then defined for the coordinates (x, y) W in the world frame W as:…”

Introducción al filtro de Kalman en robótica móvil

“…En otro caso, es posible observar una implementación con curvas implícitas, en 2010 se acentúa la investigación en la que se presenta una metodología para navegación de robots móviles útiles en el monitoreo, mapeo y vigilancia (Gonçalves, Maia, Pimenta, & Pereira, 2010), en la que se implementa el filtro de Kalman con el trabajo de espacios n-dimensionales.…”