Planejamento probabilístico de rotas no espaço de configuração e sua aplicação em robótica móvel

Abstract

Esta dissertação faz uma revisão e mostra a implementação dos principais métodos probabilísticos para planejamento de rotas no espaço de configurações de um robô e propõe um método incremental baseado em passeios aleatórios adaptativos. Visando a melhor compreensão do algoritmo proposto, é feita a análise teórica para uma classe de passeios aleatórios que não possuem homogeneidade espacial. A representação do problema no espaço de configurações permite tratar o robô como um ponto em um espaço abstrato, possibilitando a utilização de um mesmo algoritmo em robôs com diferentes formatos e ainda com diferentes modelos geométricos. A aplicação principal dos algoritmos abordados neste documento é em planejamento de rotas para robôs holonômicos que se movem em um plano. Porém, ela pode ser estendida para robôs com outros modelos geométricos e até mesmo sistemas multirrobôs. Uma avaliação por simulação do desempenho dos principais algorimos implementados é feita. Finalmente, é feita a comparação com o algoritmo proposto mostrando seu bom desempenho e boa qualidade das rotas resultantes. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This dissertation presents the implementation of the main probabilistic path planning algorithms in configuration space and presents a new incremental method based on adaptive random walks. In addition, a theoretical analysis about a class of random walks without spacial homogeneity is also presented. Configuration Spaces supply the framework necessary to represent the robot as a point in an abstract space. Thus, the path planning problem can be solved for robots with different shapes and geometric models. The analysis of simulated experiments presents the good perfomance of the proposed method over those presented in path planning literature.