Dissertação

{en_GB=Socially reactive navigation models for mobile robots} {} EVALUATED

{pt=Com a expansão dos robôs de ambientes simples para ambientes partilhados com humanos, surge um interesse crescente em modelar o comportamento humano para aumentar as capacidades sociais destes. Este trabalho visa considerar comportamentos socialmente aceitáveis em sistemas de navegação tradicionais, permitindo a um robô aproximar um grupo de humanos, considerando o espaço pessoal e de grupo, de uma forma socialmente aceitável. Na literatura são utilizados parâmetros fixos para modelar as funções de custo dos espaços pessoais e grupais, no entanto os parâmetros dos espaços dependem do contexto, cultura e relação dos membros de um grupo. Neste trabalho, os espaços são considerados adaptativos, isto é, os parâmetros das funções de custo do espaço pessoal e de grupo adaptam-se em função da disposição do grupo e das restrições de espaço, evitando a escolha de parâmetros iniciais. Assim, é implementado num robô móvel um sistema de navegação socialmente consciente capaz de aproximar grupos, onde os espaços adaptativos são incorporados através da representação da sua informação numa camada do mapa de custos. Os algoritmos adaptáveis dos espaços foram integrados com algoritmos detecção e seguimento de humanos, detecção de grupos, modelação dos espaços, e estimação da pose de aproximação de grupos. A adaptação dos espaços é avaliada utilizando parâmetros fixos e adaptativos para grupos fornecidos por três conjuntos de dados. O sistema de navegação é avaliado através de experiências em simulação, demonstrando que o robô é capaz de aproximar grupos e ao mesmo tempo fornecer uma modelação de espaço mais realista e adaptada ao contexto., en=With the evolution of robotics, robots have expanded from controlled and restricted environments to dynamic social spaces shared with humans. Thus, there is a growing interest in modeling human behavior to increase robots' social abilities. This work aims to consider socially acceptable behaviors in traditional reactive navigation systems, allowing a robot to approach a group of humans in a socially acceptable manner by considering the personal space and the group space. The literature methods use fixed parameters to model the space's cost functions, as they do not consider the dependency of spaces on the context, culture, and relationship, making them dependent on space parameters' initialization. In this work, spaces are considered adaptive; that is, the parameters of the personal and group space's cost functions adapt according to the arrangement of the group and space constraints, avoiding the choice of initial parameters. A socially-aware navigation system capable of approaching groups is implemented for a general-purpose mobile robot. The adaptive personal and group space algorithm is integrated with the following components: human detection and tracking, group detection, modeling of space, and group approaching pose estimation. The adaptive spaces are incorporated into the system by representing their information in a costmap layer. The adaptation of spaces is tested using fixed and adaptive parameters for different groups provided by three datasets. The navigation system is evaluated through simulation experiments, demonstrating that the robot is capable of approaching groups and, at the same time, provides a more realistic space modeling adapted to the context.}
{pt=Interacção humano-robô, robô social, navegação social, proxémica, aproximação de humanos, espaço adaptativo, en=Human-robot interaction, social robot, socially-aware navigation, proxemics, approaching humans, adaptive space}

Janeiro 20, 2021, 11:30

Orientação

ORIENTADOR

Plinio Moreno Lopez

ISR

Investigador

ORIENTADOR

José Alberto Rosado dos Santos Victor

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático