Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC).
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8318 |
Resumo: | A navegação de robôs móveis é a área de pesquisa responsável por investigar as diferentes formas de definição das ações de movimento do robô em um dado ambiente. Quando comportamentos otimizados são requeridos, é necessário um processo de deliberação para determinar a melhor ação a ser tomada antes de executá-la. Nas arquiteturas de navegação, o processo de deliberação é normalmente realizado por uma estratégia de planejamento de movimento. Nesse contexto, é apresentada neste trabalho uma estratégia de planejamento que busca obter o menor caminho até o destino. Para tanto, a técnica desenvolvida faz uso do conceito de funções harmônicas e de uma nova condição de contorno proposta neste trabalho denominada de Condição de Horizonte Continuado (CHC). Uma ampla revisão bibliográfica sobre arquiteturas de navegação e planejamento de movimento em geral é inicialmente apresentada, seguida por uma revisão bibliográfica específica sobre estratégias de planejamento de movimento para robôs móveis baseadas em funções harmônicas, foco principal deste trabalho. O planejamento aqui apresentado foi desenvolvido inspirado na ideia de propagação térmica em uma placa condutora de calor, buscando, sobretudo, suprimir a distorção do potencial causada pelos obstáculos, quando estes são modelados por condições de contorno clássicas. Dessa forma, a distribuição de temperatura na placa condutora dependerá, ao menos idealmente, apenas da temperatura do destino, que é uma temperatura fixa por definição, resultando assim na obtenção de um caminho que busca reduzir a distância percorrida pelo robô para alcançar o ponto de destino. São apresentados diversos experimentos por simulação para ilustrar as características do planejamento desenvolvido, comparando os resultados obtidos através da CHC com aqueles obtidos utilizando condições de contorno clássicas. Adicionalmente, algumas extensões do problema básico de planejamento são abordadas utilizando a técnica de planejamento aqui desenvolvida, ilustrando assim a sua versatilidade e aplicabilidade. |
id |
UFCG_9d29625e4b853660ecc0b7fd7acad4c5 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:localhost:riufcg/8318 |
network_acronym_str |
UFCG |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
repository_id_str |
4851 |
spelling |
FREIRE, Eduardo Oliveira.FREIRE, Raimundo Carlos Silvério.FREIRE, E. O.FREIRE, R. C. S.http://lattes.cnpq.br/6140266116057805http://lattes.cnpq.br/4016576596215504LUCIANO, Benedito Antonio.PEREIRA, Guilherme Augusto Silva.ALSINA, Pablo Javier.CATUNDA, Sebastian Yuri Cavalcanti.MOLINA, L.http://lattes.cnpq.br/8298608107053692MOLINA, Lucas.A navegação de robôs móveis é a área de pesquisa responsável por investigar as diferentes formas de definição das ações de movimento do robô em um dado ambiente. Quando comportamentos otimizados são requeridos, é necessário um processo de deliberação para determinar a melhor ação a ser tomada antes de executá-la. Nas arquiteturas de navegação, o processo de deliberação é normalmente realizado por uma estratégia de planejamento de movimento. Nesse contexto, é apresentada neste trabalho uma estratégia de planejamento que busca obter o menor caminho até o destino. Para tanto, a técnica desenvolvida faz uso do conceito de funções harmônicas e de uma nova condição de contorno proposta neste trabalho denominada de Condição de Horizonte Continuado (CHC). Uma ampla revisão bibliográfica sobre arquiteturas de navegação e planejamento de movimento em geral é inicialmente apresentada, seguida por uma revisão bibliográfica específica sobre estratégias de planejamento de movimento para robôs móveis baseadas em funções harmônicas, foco principal deste trabalho. O planejamento aqui apresentado foi desenvolvido inspirado na ideia de propagação térmica em uma placa condutora de calor, buscando, sobretudo, suprimir a distorção do potencial causada pelos obstáculos, quando estes são modelados por condições de contorno clássicas. Dessa forma, a distribuição de temperatura na placa condutora dependerá, ao menos idealmente, apenas da temperatura do destino, que é uma temperatura fixa por definição, resultando assim na obtenção de um caminho que busca reduzir a distância percorrida pelo robô para alcançar o ponto de destino. São apresentados diversos experimentos por simulação para ilustrar as características do planejamento desenvolvido, comparando os resultados obtidos através da CHC com aqueles obtidos utilizando condições de contorno clássicas. Adicionalmente, algumas extensões do problema básico de planejamento são abordadas utilizando a técnica de planejamento aqui desenvolvida, ilustrando assim a sua versatilidade e aplicabilidade.Mobile robot navigation is the research field responsible for the investigation of the different approaches that may be used to define the movement actions of a robot in a certain environment. When optimal behaviors are needed, a deliberative reasoning must be performed to define the best possible action before its execution. Considering the mobile robot navigation field, the deliberative reasoning is usually performed by a motion planning strategy. In this sense, this work presents a path planner based on harmonic functions and on the contour definition called Continued Horizon Condition (CHC), proposed in this work. A broad bibliographic review about robot navigation and motion planning is presented, followed by a more specific one about harmonic function based planning strategies, main issue of this work. The proposed harmonic path planning strategy is inspired in the temperature propagation in a thermal conductive medium. Its main issue is to suppress the potencial distortion caused by the classical boundary conditions, usually applied to model the obstacles and the external limits of the environment map. Thereby, the thermal distribution in the conductive medium depends only on the temperature source of the goal, which results in the shortest path to the destination point. Several simulation results are presented to show the features of the proposed planning technique, comparing it with the classical harmonic path planning results. Additionally, the use of the proposed planner based on the CHC contour condition is considered to solve some extensions of the basic path planning problem thus showing its applicability.Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-10-22T11:55:42Z No. of bitstreams: 1 LUCAS MOLINA - TESE PPGEE 2014..pdf: 4455304 bytes, checksum: fb9e6c44a0a489e10e12494e6712e370 (MD5)Made available in DSpace on 2019-10-22T11:55:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUCAS MOLINA - TESE PPGEE 2014..pdf: 4455304 bytes, checksum: fb9e6c44a0a489e10e12494e6712e370 (MD5) Previous issue date: 2014-04Universidade Federal de Campina GrandePÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIEngenharia ElétricaRobôs MóveisPlanejamento de MovimentoFunções HarmônicasCondições de Horizonte Continuado (CHC)Arquitetura de NavegaçãoEstratégia de Planejamento de MovimentoMobile RobotsMotion PlanningHarmonic FunctionsContinued Horizon Conditions (CHC)Navigation ArchitectureMovement Planning StrategyPlanejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC).Motion planning for mobile robots based on continuous horizon condition (CHC).2014-042019-10-22T11:55:42Z2019-10-222019-10-22T11:55:42Zhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8318MOLINA, Lucas. Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). 2014. 143 f. (Tese) Doutorado em Engenharia Elétrica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande – Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2014.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGORIGINALLUCAS MOLINA - TESE PPGEE 2014.pdfLUCAS MOLINA - TESE PPGEE 2014.pdfapplication/pdf4036537http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/8318/3/LUCAS+MOLINA+-+TESE+PPGEE+2014.pdffc26a957baf319d1e84255c73449c911MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/8318/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufcg/83182021-04-22 10:58:15.945oai:localhost: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512024-07-01T10:05:35.920135Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). |
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv |
Motion planning for mobile robots based on continuous horizon condition (CHC). |
title |
Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). |
spellingShingle |
Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). MOLINA, Lucas. Engenharia Elétrica Robôs Móveis Planejamento de Movimento Funções Harmônicas Condições de Horizonte Continuado (CHC) Arquitetura de Navegação Estratégia de Planejamento de Movimento Mobile Robots Motion Planning Harmonic Functions Continued Horizon Conditions (CHC) Navigation Architecture Movement Planning Strategy |
title_short |
Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). |
title_full |
Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). |
title_fullStr |
Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). |
title_full_unstemmed |
Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). |
title_sort |
Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). |
author |
MOLINA, Lucas. |
author_facet |
MOLINA, Lucas. |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
FREIRE, Eduardo Oliveira. FREIRE, Raimundo Carlos Silvério. |
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv |
FREIRE, E. O. FREIRE, R. C. S. |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/6140266116057805 http://lattes.cnpq.br/4016576596215504 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
LUCIANO, Benedito Antonio. |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
PEREIRA, Guilherme Augusto Silva. |
dc.contributor.referee3.fl_str_mv |
ALSINA, Pablo Javier. |
dc.contributor.referee4.fl_str_mv |
CATUNDA, Sebastian Yuri Cavalcanti. |
dc.contributor.authorID.fl_str_mv |
MOLINA, L. |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/8298608107053692 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
MOLINA, Lucas. |
contributor_str_mv |
FREIRE, Eduardo Oliveira. FREIRE, Raimundo Carlos Silvério. LUCIANO, Benedito Antonio. PEREIRA, Guilherme Augusto Silva. ALSINA, Pablo Javier. CATUNDA, Sebastian Yuri Cavalcanti. |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
Engenharia Elétrica |
topic |
Engenharia Elétrica Robôs Móveis Planejamento de Movimento Funções Harmônicas Condições de Horizonte Continuado (CHC) Arquitetura de Navegação Estratégia de Planejamento de Movimento Mobile Robots Motion Planning Harmonic Functions Continued Horizon Conditions (CHC) Navigation Architecture Movement Planning Strategy |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Robôs Móveis Planejamento de Movimento Funções Harmônicas Condições de Horizonte Continuado (CHC) Arquitetura de Navegação Estratégia de Planejamento de Movimento Mobile Robots Motion Planning Harmonic Functions Continued Horizon Conditions (CHC) Navigation Architecture Movement Planning Strategy |
description |
A navegação de robôs móveis é a área de pesquisa responsável por investigar as diferentes formas de definição das ações de movimento do robô em um dado ambiente. Quando comportamentos otimizados são requeridos, é necessário um processo de deliberação para determinar a melhor ação a ser tomada antes de executá-la. Nas arquiteturas de navegação, o processo de deliberação é normalmente realizado por uma estratégia de planejamento de movimento. Nesse contexto, é apresentada neste trabalho uma estratégia de planejamento que busca obter o menor caminho até o destino. Para tanto, a técnica desenvolvida faz uso do conceito de funções harmônicas e de uma nova condição de contorno proposta neste trabalho denominada de Condição de Horizonte Continuado (CHC). Uma ampla revisão bibliográfica sobre arquiteturas de navegação e planejamento de movimento em geral é inicialmente apresentada, seguida por uma revisão bibliográfica específica sobre estratégias de planejamento de movimento para robôs móveis baseadas em funções harmônicas, foco principal deste trabalho. O planejamento aqui apresentado foi desenvolvido inspirado na ideia de propagação térmica em uma placa condutora de calor, buscando, sobretudo, suprimir a distorção do potencial causada pelos obstáculos, quando estes são modelados por condições de contorno clássicas. Dessa forma, a distribuição de temperatura na placa condutora dependerá, ao menos idealmente, apenas da temperatura do destino, que é uma temperatura fixa por definição, resultando assim na obtenção de um caminho que busca reduzir a distância percorrida pelo robô para alcançar o ponto de destino. São apresentados diversos experimentos por simulação para ilustrar as características do planejamento desenvolvido, comparando os resultados obtidos através da CHC com aqueles obtidos utilizando condições de contorno clássicas. Adicionalmente, algumas extensões do problema básico de planejamento são abordadas utilizando a técnica de planejamento aqui desenvolvida, ilustrando assim a sua versatilidade e aplicabilidade. |
publishDate |
2014 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2014-04 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2019-10-22T11:55:42Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2019-10-22 2019-10-22T11:55:42Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8318 |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
MOLINA, Lucas. Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). 2014. 143 f. (Tese) Doutorado em Engenharia Elétrica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande – Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2014. |
url |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8318 |
identifier_str_mv |
MOLINA, Lucas. Planejamento de movimento para robôs móveis baseado na condição de horizonte continuado (CHC). 2014. 143 f. (Tese) Doutorado em Engenharia Elétrica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande – Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2014. |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Campina Grande |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFCG |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Campina Grande |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG instname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) instacron:UFCG |
instname_str |
Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) |
instacron_str |
UFCG |
institution |
UFCG |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/8318/3/LUCAS+MOLINA+-+TESE+PPGEE+2014.pdf http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/8318/2/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
fc26a957baf319d1e84255c73449c911 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) |
repository.mail.fl_str_mv |
bdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.br |
_version_ |
1803396599037034496 |