Problema de perseguição-evasão de pior caso em ambientes limitados baseado em Random Walk

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Franco, Daniel Augusto Santos
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFS
Texto Completo: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/19507
Resumo: One of the motivations to use robots is their capacity to complete dangerous tasks without exposing humans, such as search and rescue tasks. In these tasks, it is common to use multiple robots for robustness or because the task is impossible to be completed with only one robot. One of these tasks is the pursuit-evasion. To complete this task the robots must capture the evader that is inside of an area of interest. If the conditions of the task are that the evader has infinite velocity and complete knowledge of the environment, while the pursuers have limited velocity and without knowledge of the environment, it is considered the worst-case pursuitevasion, and this work proposes a method to solve it. The robots in this method have a random walk-based movement so the method has a guarantee of completing the task if it is possible to complete it and the demonstration is also shown in this work. This work also proposes two polarizations for the random walk-based moviment to reduce the mean time to complete the task. To validate the method a simulation environment is implemented, where the method was tested. In this environment is also tested the polarizations proposed and how the number of robots influenced the mean time of the system to complete the task. The proposed method is capable of finalizing the task in a finite time if there are enough robots to be able to complete the task.
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spelling Franco, Daniel Augusto SantosCarvalho, Elyson Ádan Nunes2024-07-09T17:52:07Z2024-07-09T17:52:07Z2023-12-22FRANCO, Daniel Augusto Santos. Problema de perseguição-evasão de pior caso em ambientes limitados baseado em Random Walk. 2023. 67 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2023.https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/19507One of the motivations to use robots is their capacity to complete dangerous tasks without exposing humans, such as search and rescue tasks. In these tasks, it is common to use multiple robots for robustness or because the task is impossible to be completed with only one robot. One of these tasks is the pursuit-evasion. To complete this task the robots must capture the evader that is inside of an area of interest. If the conditions of the task are that the evader has infinite velocity and complete knowledge of the environment, while the pursuers have limited velocity and without knowledge of the environment, it is considered the worst-case pursuitevasion, and this work proposes a method to solve it. The robots in this method have a random walk-based movement so the method has a guarantee of completing the task if it is possible to complete it and the demonstration is also shown in this work. This work also proposes two polarizations for the random walk-based moviment to reduce the mean time to complete the task. To validate the method a simulation environment is implemented, where the method was tested. In this environment is also tested the polarizations proposed and how the number of robots influenced the mean time of the system to complete the task. The proposed method is capable of finalizing the task in a finite time if there are enough robots to be able to complete the task.Uma das motivações de utilizar robôs se dá por sua capacidade de realizar tarefas que possuem riscos sem expor os humanos, como é o caso de tarefas de resgate ou de busca. Para essas tarefas, é comum a utilização de sistemas com múltiplos robôs para uma melhor robustez ou pela tarefa ser incapaz de ser completada com apenas um robô. Uma dessas tarefas é a de perseguição-evasão, em que o robô perseguidor tem o objetivo de capturar um evasor dentro de uma área de interesse. Quando as condições da tarefa são que o evasor possui velocidade infinita e conhecimento completo do ambiente, enquanto o perseguidor possui velocidade limitada e não possui conhecimento do ambiente, essa é considerada a perseguição-evasão de pior caso, à qual este trabalho propõe uma solução. Nessa solução, os robôs possuem uma movimentação baseada em random walk para garantir que se for possível completar a tarefa, essa será completada, sendo essa demonstração também realizada neste trabalho. Ainda neste trabalho são propostas duas polarizações para a movimentação baseada em random walk a fim de diminuir o tempo médio de execução da tarefa. Para a validação da abordagem, o método é testado em um ambiente de simulação desenvolvido. Nesse ambiente também é testado o impacto das polarizações e a variação do número de robôs no tempo médio para completar a tarefa. O método proposto é então capaz de finalizar a tarefa em um tempo finito desde que se use um número de robôs capaz de completar a tarefa.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESSão CristóvãoporEngenharia elétricaRobôs móveisPasseio aleatório (matemática)Sistemas com múltiplos robôsPior caso de perseguição-evasãoPerseguição- evasão com Random WalkMultiple robot systemWorst case of pursuit-evasionRandom walkPursuit-evasion with Random WalkENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAProblema de perseguição-evasão de pior caso em ambientes limitados baseado em Random Walkinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPós-Graduação em Engenharia ElétricaUniversidade Federal de Sergipe (UFS)reponame:Repositório Institucional da UFSinstname:Universidade Federal de Sergipe (UFS)instacron:UFSinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81475https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/19507/1/license.txt098cbbf65c2c15e1fb2e49c5d306a44cMD51ORIGINALDANIEL_AUGUSTO_SANTOS_FRANCO.pdfDANIEL_AUGUSTO_SANTOS_FRANCO.pdfapplication/pdf2454989https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/19507/2/DANIEL_AUGUSTO_SANTOS_FRANCO.pdf52fbd0415da09e4269ec165e2a21781fMD52riufs/195072024-07-09 14:52:12.567oai:oai:ri.ufs.br:repo_01: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Repositório InstitucionalPUBhttps://ri.ufs.br/oai/requestrepositorio@academico.ufs.bropendoar:2024-07-09T17:52:12Repositório Institucional da UFS - Universidade Federal de Sergipe (UFS)false
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