Dissertação

A convergent Reactive Collision Avoidance Approach using Fast Marching Methods EVALUATED

O presente trabalho apresenta uma nova maneira de aplicar (Fast Marching Methods) a um algoritmo reactivo para evitar colisões (reactive collision avoidance). É proposto um novo controlador com o qual é possível provar convergência do robot para a posição objectivo, assim como a convergência do caminho efectuado para as linhas do gradiente da função de navegação utilizada. Adicionalmente, é comprovado que o robot nunca colide com obstáculos estáticos, tendo em conta as limitações dinâmicas e cinemáticas do robot. Assume-se que o robot usa um sensor de medição de distância e é feita uma implementação na qual o robot tem percepção dos seu limites de visão. A nosso conhecimento, esta é a primeira solução convergente a provar collision avoidance não só num mapa conhecido mas também num ambiente dinâmico, em que novos obstáculos estáticos podem aparecer. Uma análise de várias maneiras de criar a função de navegação usando Fast Marching Methods foi executada, com o objectivo de analisar a sua influência no tempo total de navegação do robot para o objectivo. A solução apresentada, quando comparada com uma implementação convergente de (Dynamic Window Approach), mostrou ser mais estável, sem oscilações perto de obstáculos e em passagens estreitas. Por último, é realizada uma análise da aplicação de Fast Marching Methods ao seguimento de um veículo líder em tempo real.
Navegação de robots, Fast Marching Methods, Função de navegação, Convergência, Obstacle Avoidance, Teoria de Lyapunov

Novembro 16, 2015, 16:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Rodrigo Martins de Matos Ventura

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar