Planejamento de trajetórias e navegação de robôs móveis

Oil exploration at great depths requires the use of mobile robots to perform various operations such as maintenance, assembly etc. In this context, the trajectory planning and navigation study of these robots is relevant, as the great challenge is to navigate in an environment that is not fully known. The main objective is to develop a navigation algorithm to plan the path of a mobile robot that is in a given position (

A exploração de petróleo em profundidades elevadas requer o uso de robôs móveis para realizar operações diversas, como manutenção, montagem etc. Nesse contexto, o estudo do planejamento de trajetórias e navegação desses robôs se faz relevante, visto o grande desafio que é navegar em um ambiente que não é totalmente conhecido. Assim, este trabalho tem o objetivo de criar um algoritmo de navegação, que deve realizar o planejamento da trajetória de um robô móvel que se encontra em uma dada posição (x, y) e deve atingir a posição desejada (x_d, y_d), evitando, no entanto, a colisão com qualquer obstáculo existente no caminho. Para a geração da rota global foi utilizado um algoritmo genético (offline), que leva em consideração apenas as coordenadas dos pontos a serem visitados. Para desviar dos possíveis obstáculos no caminho, o robô deve gerar rotas locais baseadas nas curvas de Bézier (online). Na implementação do programa não há qualquer informação sobre a localização ou o formato dos obstáculos, mesmo assim, o robô deve evitar os obstáculos, baseadas nas informações dos sensores de proximidade. Esta estratégia é válida na situação em que os obstáculos são pequenos em relação as distâncias entre os pontos de visitação. Os resultados das simulações e experimentos com um robô móvel real (Robotino) demonstraram que o robô foi capaz de realizar o percurso definido pelo algoritmo genético, desviando dos obstáculos através de curvas de Bézier e atingindo as posições desejadas dentro da margem de erro definida como aceitável. As principais contribuições deste trabalho estão no cálculo online das curvas de Bézier no planejador de rotas locais, atrelado a um planejador de rotas global, com obtenção de resultados experimentais.